加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關鍵核心技術,努力搶占科技制高點,為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習近平總書記在致中國科學院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學技術跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

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【中國科學報】揭秘琥珀里的億年古鳥

2016-06-29 中國科學報 李晨陽
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反鳥被樹膠粘住 張宗達繪圖

  6月28日晚,古生物學家和昆蟲學家宣稱,他們發(fā)現(xiàn)了有史以來第一批琥珀中的鳥標本。這也是人類首次有緣一睹恐龍時代古鳥類的真面目。

  在電影《侏羅紀公園》里,哈蒙德博士利用琥珀中的蚊子提取出恐龍的血液DNA,由此復制出真正的恐龍。

  然而,即便是天馬行空的科幻電影,也不曾奢望在琥珀中發(fā)現(xiàn)脊椎動物。不過,這一次,科學家似乎走在了科幻前面。

  6月28日晚,來自中、加、英、美等國的古生物學家和昆蟲學家宣稱,他們發(fā)現(xiàn)了有史以來第一批琥珀中的鳥標本。這也是人類首次有緣一睹恐龍時代古鳥類的真面目。

  相關論文發(fā)表于《自然—通訊》雜志,由中國地質大學(北京)博士邢立達與加拿大薩省皇家博物館教授瑞安·麥凱勒領銜研究。

  “不可能吧?”

  2015年夏日深夜,中科院動物所副研究員白明收到一條來自同行的微信:“這批琥珀里發(fā)現(xiàn)了1億年前的鳥或恐龍的翅膀。”

  “不可能吧?”這是白明的第一反應。他可不是唯一一個“大驚小怪”的科學家。邢立達說,大家聽到這個消息后,都是先問“真的嗎”,再問“是不是假的標本”。

  在此之前,人們對白堊紀鳥類的了解僅限于化石記錄。而琥珀中的鳥類標本沒有經(jīng)過化石化作用,因此完好地保存了翅膀上的羽毛和部分軟組織,甚至羽毛最小的分支和存留的色素。從這些標本中,人們可以知道鳥兒生前的種種細節(jié),包括各個羽毛的位置和插入皮膚的方式。

  如果說通過化石了解古鳥類多少有些“隔靴搔癢”的遺憾,那這一次就是跨越億年時光的直接相逢。

  據(jù)邢立達介紹,這批標本來自著名的琥珀產(chǎn)區(qū)——緬甸北部的克欽邦胡康河谷。在離河谷不遠的密支那鎮(zhèn),聚集著許許多多珠寶商、收藏愛好者和科研工作者。其中,最受他們歡迎的是沒有任何雜質和內(nèi)容物的琥珀,通常被做成珠寶。此外,還有一些蟲珀(泛指包含昆蟲、植物等內(nèi)容物的琥珀)。很偶然地,人們會在蟲珀里發(fā)現(xiàn)一些羽毛。

  這批琥珀就是科學家為研究古生物羽毛而購入的。不過,發(fā)現(xiàn)完整的鳥翅膀著實是意外之喜。

  高新技術“查戶口”

  兩顆硬幣大小的琥珀,被小心地保存在圓形透明小盒子里。大一點的那個翅膀標本,展開后約18毫米,被科學家昵稱為“天使之翼”;小一點的只有12毫米,叫“羅斯”。

  確切地說,被琥珀定格的小動物生活在約9900萬年前,來自白堊紀中期諾曼森階。那是一個古鳥類與非鳥恐龍共存的時代。一些恐龍也已進化出羽毛結構。

  為搞清楚這些帶著羽毛的小翅膀的骨骼形態(tài)和系統(tǒng)地位,白明帶著標本,開始四處借助精密的儀器和先進的技術,給它們“查戶口”。

  通過中科院動物所的熒光反應和顯微CT、中科院高能所的同步輻射、上海光源同步輻射等儀器的掃描檢測,白明團隊獲得了大量相關數(shù)據(jù),再經(jīng)過計算機三維重建,最終重建出兩個翅膀的外部皮膚(含羽干)和內(nèi)部骨骼的三維形態(tài)圖。

  他們首先排除了造假的可能性。一致的熒光色證實,兩個標本的各個部分都是原始材料,未經(jīng)切割和改造。而琥珀中同時存在的已經(jīng)滅絕的昆蟲,是更為直接的證據(jù)。

  中科院古脊椎動物所研究員鄒晶梅和副研究員王敏指出,基于重建的骨骼三維形態(tài)圖,可以確定兩件標本都屬于典型的反鳥類。標本極小的尺寸、骨骼的發(fā)育情況、各指的比例等,都表明二者是早熟性的幼鳥。

  所謂反鳥類,是出現(xiàn)于白堊紀的一類相對原始且十分特化的鳥類。它們肩帶骨骼的關節(jié)組合與現(xiàn)生鳥類——今鳥類相反,并且因此得名。在鳥類演化史上,反鳥類和今鳥類是兩個主要的譜系。不過,到了白堊紀末期,反鳥類就完全滅絕了。

  目前,科學家暫時把“天使之翼”和“羅斯”歸于同一個物種,但它們發(fā)育后的成體可能會有很大的不同。

  再現(xiàn)白堊紀脊椎動物群

  其實,“天使之翼”和“羅斯”并非琥珀中發(fā)現(xiàn)的唯二鳥翅,但它們代表了兩種極端情況。

  “天使之翼”在琥珀里留下了爪痕等掙扎的跡象,標本四周有大量腐敗物。據(jù)推測,這可能是體液造成的。種種特征都表明,當時的小鳥在被樹脂部分包裹時還活著;而“羅斯”應該來自一具尸體。

  為了解釋兩種截然不同的現(xiàn)象,科學家作了種種猜測:“天使之翼”可能是在健康狀況不佳或突發(fā)意外時被樹脂覆沒了翅膀,無力掙脫而緩慢死亡;“羅斯”則可能遭遇了掠食者攻擊,它的翅膀被撕下來、丟棄掉。

  這賦予了標本新的意義:古生物的生態(tài)學和行為學研究線索。

  說到研究的意義,邢立達進一步告訴《中國科學報》記者,在開啟的琥珀寶庫里,不光有鳥類翅膀,還有青蛙、蜥蜴等脊椎動物的標本。正在進行和即將開展的這一系列研究,將給公眾展示一個較強多樣化的東南亞白堊紀中期脊椎動物群。

  同時,他們所做的工作也有著“搶救性”的意味。大量的珍貴琥珀標本正被視為珠寶加工中的雜質,并因此遭到非常嚴重的過度切割和打磨。

  “標本雖小,但極為難得。從某種角度上,它們是世界上最小的恐龍?!敝锌圃汗偶棺祫游锼芯繂T徐星如此評價,“這是我們首次在如此大規(guī)模的細節(jié)上去了解反鳥類?!?/p>

  (原載于《中國科學報》 2016-06-29 第1版 要聞)

打印 責任編輯:侯茜

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