李逍遥

发现膜质翅膀恐龙 1.6亿年前“长臂浑元龙”

李逍遥 今日热点 2019-05-09

原标题:中国发现1.6亿年前恐龙“长臂浑元龙”:长32公分重六两

记者9日从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)获悉,该所科研团队通过对一件采集于辽宁、距今1.63亿年并命名为“长臂浑元龙”的善攀鸟龙类带羽毛恐龙化石的最新研究发现:在恐龙向鸟类演化时,飞行器官除了羽毛外,还有像蝙蝠一样的膜质翅膀。

王敏研究员展示“长臂浑元龙”复原图。孙自法 摄

王敏研究员展示“长臂浑元龙”复原图。孙自法 摄

由中科院古脊椎所王敏、邹晶梅、徐星、周忠和共同完成的这一重大科研成果论文,北京时间当天获国际权威学术期刊《自然》(Nature)以封面文章发表。该封面文章称,像蝙蝠一样的膜质翅膀,在长臂浑元龙中的发现,进一步表明了在恐龙向鸟类演化时,飞行的起源要比之前想象的更为复杂。

王敏研究员展示介绍“长臂浑元龙”化石标本。孙自法 摄

王敏研究员展示介绍“长臂浑元龙”化石标本。孙自法 摄

论文第一作者、中科院古脊椎所研究员王敏说,长臂浑元龙属于迄今仅仅出现在中国的善攀鸟龙类,它的发现及研究成果最重要的意义,就是表明在恐龙向鸟类的演化特别是在飞行起源时,并不仅仅有羽毛这样单一飞行器官的构成方式,另一种以膜质翅膀为代表结构的飞行器官也已经出现。

王敏研究员介绍“长臂浑元龙”发现及研究进展。孙自法 摄

王敏研究员介绍“长臂浑元龙”发现及研究进展。孙自法 摄

据介绍,在脊椎动物漫长的演化史中,翼龙、鸟类和蝙蝠独立演化出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,尤其得益于中国中晚侏罗世的燕辽生物群和早白垩世的热河生物群,使有关鸟类飞行起源这一重要科学问题取得重要进展。其中,作为恐龙家族中最为怪异的类群,善攀鸟龙类生活在中晚侏罗世,此前发现的仅有宁城树栖龙、胡氏耀龙和奇翼龙三个属种,善攀鸟龙类形态特殊,俨然是恐龙和鸟类的“混合体”,并一度被认为是和鸟类具有最近亲缘关系的兽脚类恐龙。

2017年,中科院院士周忠和带领的国家自然科学基金基础科学中心项目团队在辽宁晚侏罗世地层考察时,在燕辽生物群晚侏罗世早期的海房沟组(距今约1.63亿年)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种新的善攀鸟龙类,将它命名为“长臂浑元龙”(意指翼龙那样膜质翅膀和恐龙的混合体),其正型标本也是目前已知最完整的善攀鸟龙类化石。

中生代虚骨龙类系统树和肢骨演化。王敏供图

中生代虚骨龙类系统树和肢骨演化。王敏供图

长臂浑元龙长约32厘米,体重约306克,其在肱骨近端关节面、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,有利于在飞行/滑翔时保持稳定。更为重要的是,研究人员在长臂浑元龙化石上还发现和奇翼龙相似的棒状长骨和翼膜,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。此外,长臂浑元龙体内保存有胃石和疑似尚未完全消化的骨质胃容物,这是在善攀鸟龙类中首次发现的与食性相关的证据,研究人员推测其为杂食性恐龙。

针对长臂浑元龙前肢异常加长甚至超过中生代多数鸟类的奇特结构,是否与翼膜的出现有关这一猜测,王敏等采用基于系统发育关系的主成分分析方法进行研究,结果显示,自副鸟类(即包括所有鸟类,但不包括窃蛋龙类的最广义类群)开始,前肢开始加长,但仅有善攀鸟龙类的加长程度接近中生代鸟类,而这一程度其他非鸟龙类恐龙从未获得,也显示出两种不同的飞行模式——“膜质翅膀和短掌骨”“羽毛翅膀和长掌骨”对前肢结构产生的巨大改变。

王敏表示,已知的善攀鸟龙类均生活在晚侏罗世,类似的膜质翅膀没有在白垩纪的恐龙中出现,而由飞羽构成的翅膀自晚侏罗世出现就延续到白垩纪,经过漫长的演化最终形成了鸟类的羽翼。长臂浑元龙的发现及研究表明,在恐龙向鸟类演化历程中出现大量意想不到的适应飞行的尝试,善攀鸟龙类独特的飞行结构代表了飞行演化的一次短暂尝试。

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