《自然》杂志封面:古脊椎所发现侏罗纪具膜质翅膀的恐龙。 |
2019年5月,《自然》杂志以封面文章发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、邹晶梅、徐星、周忠和的研究成果:侏罗纪善攀鸟龙类揭示膜质翅膀在恐龙中的演化,展示了在恐龙-鸟类演化历程中出现大量意想不到的适应飞行的尝试,与之对应演化出差异显著的骨骼-表皮衍生物组合。
在脊椎动物漫长的演化史中,翼龙、鸟类和蝙蝠独立演化出了形态迥异的飞行结构。
相较翼龙和蝙蝠不完整的化石记录,随着不断发现的带羽毛恐龙和早期鸟类化石,尤其得益于我国中晚侏罗世的燕辽生物群和早白垩世的热河生物群,有关鸟类飞行起源这一重要科学问题取得了重要进展,而善攀鸟龙类的发现则揭示了“一条匪夷所思的征服蓝天之旅”。
善攀鸟龙类(Scansoriopterygidae)是恐龙家族中最为怪异的类群,生活在中-晚侏罗世,迄今发现的仅有3个属种:宁城树栖龙(Epidendrosaurus ningchengensis)、胡氏耀龙(Epidexipteryx hui)和奇翼龙(Yi qi)。
善攀鸟龙类形态特殊,如头骨高耸、四肢纤细、第三手指(最外侧的手指)加长、古老的2-3-4手指指式、尾骨缩短等,俨然是恐龙和鸟类的“混合体”,而它一度被认为和鸟类具有最近亲缘关系的兽脚类恐龙。
但上述标本亦或不完整,亦或属于幼年个体,大量形态特征难以观察,造成它在演化树上的位置扑朔迷离。
2015年,徐星等命名的奇翼龙更加为这一类群增添神秘色彩。奇翼龙的前肢附着翼膜,还具有一根棒状长骨,这样的长骨在其他恐龙(包括鸟类)中没有对应的同源结构。
因此,奇翼龙被复原成类似翼龙那样具有膜质翅膀而能够滑翔。但奇翼龙的标本仅有一件,保存不完整,因此对于棒状长骨和翼膜的结构还存有争议。
2017年,周忠和院士带领的基础科学中心团队在辽宁晚侏罗世地层考察时获得一件新化石。经过长达一年的室内修理、实验和对比研究,研究团队认为其代表一新的善攀鸟龙类,将其命名为长臂浑元龙(Ambopteryx longibrachium,意指翼龙那样膜质翅膀和恐龙的混合体)。
浑元龙发现于燕辽生物群晚侏罗世早期的海房沟组(距今约1.63亿年),其正型标本是目前已知最完整的善攀鸟龙类化石,提供大量形态和生态学信息。
浑元龙体长约32厘米,体重约306克。浑元龙在肱骨近端关节面、手指和腰带形态方面明显不同于其他善攀鸟龙类,并且具有原始鸟类那样的尾综骨,如此缩短的尾骨能进一步将身体重心前移,有利于在飞行/滑翔时保持稳定。
更为重要的是,研究人员在浑元龙上发现了和奇翼龙相似的棒状长骨和翼膜(翼膜中保存有色素体),这一新发现为棒状长骨和翼膜在善攀鸟龙类中的出现提供了确切无疑的证据。
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