原标题:琥珀中发现最小恐龙 被古生物学家命名为眼齿鸟
新京报快讯(记者 张璐)3月12日,中美加科学家团队在北京宣布,他们在缅甸白垩纪琥珀中发现了一只有史以来已发现的最小的恐龙(广义恐龙包括鸟类)。
鉴于该标本形态特征与其他鸟类不同,且有硕大的眼睛和密集的牙齿,学者们建立了新属新种——眼齿鸟。从头骨尺寸来看,眼齿鸟比蜂鸟还要短一些,是迄今发现过的最小的古鸟类,同时也是史上最小的恐龙。
眼齿鸟及其环境复原图。受访者供图
动物头骨“四不像” 有密集牙齿和巨大眼眶
此次发现的琥珀化石产自缅甸北部克钦邦胡冈谷地,这里的琥珀形成于约一亿年前(约9900万年),属于白垩纪中期(白垩纪晚期的最早期)。因此,胡冈谷地被认为是人类能一窥“真实”白垩纪世界的最佳窗口。
据参与研究的中科院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅介绍,2016年一名矿工在当地矿区发现了这枚琥珀,琥珀中包裹着完整的动物头骨。此后,该标本由收藏人士购买,现属于云南腾冲琥珀阁博物馆以及缅甸仰光分馆。
琥珀中的头骨长仅约14毫米,有着尖锐的喙部,密集的牙齿和巨大的眼眶。“当我第一次看到它的时候,我被惊呆了。它保存得非常精美,看起来非常怪异,和其他中生代鸟类完全不一样。”邹晶梅说。
动物的骨骼特征有些“四不像”,由于在脊椎动物中,只有鸟类同时拥有尖锐的喙部和巨大的眼眶,所以学者将该动物归属到鸟类。
包埋着眼齿鸟化石的缅甸琥珀。受访者供图
牙齿众多,是体型超小的“肉食性动物”
鉴于该标本形态特征与其他所有鸟类都不同,学者们建立了新属新种,宽娅眼齿鸟(Oculudentavis khaungraae),属名“眼齿”指出该标本的特性——硕大的眼睛和密集的牙齿。种名“宽娅”向最初发现并征集此标本的缅甸琥珀收藏家宽娅女士致敬。
眼齿鸟有趣之处在于它的小型化。体型如此小的动物需要面对很多新问题,比如如何把所有的感觉器官都整合进它们微型的头中,以及如何保持体温等。这种小型化过程,通常发生在孤立的环境中,最典型的是岛屿。而缅甸在白垩纪中期就是个孤立的岛弧。
小型化通常伴随着牙齿脱落和眼部增大等特征。然而,尽管该标本尺寸很小,但它的牙齿比其他所有的古鸟类都多。齿列也比其他鸟类长,一直延伸到眼部下面。上颌每侧有18–23颗牙齿,齿骨每侧有29–30颗牙齿,全部牙齿加起来约有100颗。这也是学者将其命名为眼齿鸟的原因。大量的牙齿说明,尽管体型超小,它是一种肉食性动物。
推断其介于始祖鸟和热河鸟之间
眼齿鸟的另一个特别之处是其眼部,其直径约4毫米。鸟类和大部分爬行动物(包含恐龙、翼龙、鱼龙)的眼睛有一圈由巩膜小骨组成的巩膜环,将眼球围在中间,对眼球起着支持和保护的作用。
鸟类中的巩膜小骨呈方形而且非常简单,但眼齿鸟的巩膜小骨呈匙形,这种形态只在一些现生蜥蜴中发现过。同时,眼齿鸟双眼的朝向也不同于猫头鹰等巩膜环发达的鸟类,猫头鹰双眼向前,眼齿鸟则朝向两侧。
眼齿鸟的颧骨弯曲,眼睛从头部侧面凸出。这种视觉系统在现生动物中从未发现,这使得研究人员很难理解它的眼睛是如何工作的。此外,眼骨的开孔(眼圈的内径)表明,眼齿鸟的活动模式为白天型。
仅从头骨来分析,这种新发现的微小鸟类——眼齿鸟非常原始,介于德国晚侏罗世的最原始的始祖鸟(Archaeopteryx)和中国早白垩世的有长尾的热河鸟(Jeholornis)之间。这可能表明,和这两个类群一样,眼齿鸟也有一条类似于非鸟类恐龙的长尾巴。
“眼齿鸟的尺寸和形态展现了一类新的身体结构以及它所代表的生态学。”研究人员称,由于眼齿鸟标本只有头部,其分类还存在一定的不确定性。学者们将继续在缅珀中搜索,希望在未来可以找到更完整的个体,揭开眼齿鸟的全部秘密。
目前,题目为《缅甸白垩纪蜂鸟大的恐龙》的研究论文发表于综合类学术期刊《自然》杂志。
追问1:眼齿鸟为何称为恐龙?
据参与研究的中国地质大学(北京)副教授邢立达介绍,鸟类是恐龙的后裔,是生物多样性最丰富的脊椎动物之一,大约有10500个种。在近1.5亿年的漫长演化历史中,共历经了白垩纪和新生代两次辐射演化,其中白垩纪是鸟类演化的重要阶段,是鸟类从恐龙演化而来的关键阶段之一。
最小的现生鸟类是蜂鸟,最小的蜂鸟是吸蜜蜂鸟,重约1.95克,长5.5厘米,是世界上最小的鸟类。从头骨尺寸来看,眼齿鸟比蜂鸟还要短一些,是迄今发现过的最小的古鸟类,同时也是史上最小的恐龙。
追问2:如何获得标本的详细信息?
由于这块头骨被琥珀、皮毛和杂质层层包围,如何获得其完整的高分辨率3D信息,是研究遇到的一大挑战。
据中国科学院高能物理所研究员黎刚介绍,他们为研究该化石制定了最优化的同步辐射硬X射线相衬CT扫描方案,使用上海光源硬X射线成像站和他们在北京同步辐射装置研制的高性能探测器,经过精心实验,最终无损地获得了完整化石的高对比度、高分辨率的图像。
同步辐射硬X射线相衬CT获得的眼齿鸟化石的头骨3D图像。受访者供图
回到位于北京的实验室,研究组把2万多张投影图高精度地拼接起来。由于化石头骨不仅被琥珀包着,还被气泡等杂质围着,很多地方覆盖着皮和毛,为此,研究人员还进行了大量数据分割工作。“有些地方无法用软件自动分割,课题组很多青年职工和研究生都参与了数据的手动分割。”他说,数据中有些细节可能是伪影,需要小心地甄别。数据处理花费的时间比CT扫描长上百倍。
新京报记者 张璐
编辑 樊一婧 校对 危卓