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人类首次在琥珀中发现恐龙化石 可以清晰看到羽毛
 
编辑:未知    来源:不详      时间:2016/12/9 17:56:40 

《侏罗纪公园》里,恐龙是科学家们通过琥珀中的蚊子肚子里的一滴血液克隆出来的。科学家在琥珀里找蚊子的场景,可能至今还令许多人记忆犹新。而现在,我们大概不用找蚊子了:一支来自多个国家的古生物学研究团队,找到了一件琥珀中的恐龙标本。

这项研究由中国地质大学(北京)的邢立达博士与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆的瑞安·麦凯勒教授领衔,研究论文[1]刚刚发表在《当代生物学》期刊上。

“没。”邢立达说,“没有先例。”他手上捧着的,是人类发现的第一个保存着非鸟恐龙的琥珀。被保存在琥珀里的,是一条小恐龙的尾部。透过它,距今约9900万年前的恐龙世界正以一种无比真实和“鲜活”的方式展现在人们面前。

琥珀里的恐龙有什么特别?

说起恐龙,人们不是想起它们在电影里那令人畏惧的形象,也许就是想到冰冷的骨架化石。骨骼化石无疑是了解恐龙的重要材料。但它们往往只能保存生物的硬质结构,而无法留住软组织。相比之下,琥珀中的动物标本能提供大量的细节。早在今年6月,邢立达和麦凯勒的团队就在琥珀中首次发现了古鸟类的翅膀。

“之后我意识到,有着类似尺寸的非鸟小恐龙,也是有很大的几率会出现在琥珀之中的。”邢立达说。

这一次,他们找到的是一段展开后长约6厘米的非鸟恐龙尾巴。他们推测,这只恐龙的全身长度也只有18.5厘米。“当时还是非常激动的。”邢立达回忆说,“做这行嘛,总是幻想着能有这样的时刻,但当那一刻真的到来的时候,反而很快冷静了下来。”

这截毛茸茸的尾巴包含了至少八枚完整的尾椎,它们被三维的、具有微观细节的羽毛所包围——和生前并无二致。

“我研究恐龙数十年,但不曾想有朝一日能看到如此‘新鲜’的恐龙。”论文的共同作者之一,加拿大阿尔伯塔大学的菲利普·柯里教授说。

琥珀里是什么龙?

研究者为这件珍贵的标本起名“伊娃”。“这是我硕士导师的夫人的名字。”邢立达说,“这个荣誉送给她。”为了探清伊娃羽毛掩盖下的尾椎结构,研究团队里的中国科学院动物所副研究员白明和中国科学院高能物理研究所副研究员黎刚等人,运用了多种无损成像和分析手段来进行研究。

利用这样的3D重建图像,研究者们得以通过尾巴推测这条小恐龙的身份。“这只非鸟恐龙的尾部长且灵活,羽毛沿着椎体有规律地分布。”邢立达指出,这些尾椎没有融合成尾综骨或棍状尾(这样的情形常见于现生鸟类及与它们最近的兽脚类亲戚,如驰龙类),从骨骼形态上看,它与典型的虚骨龙类恐龙(coelurosaur)类似。加上来自羽毛的提示,研究者推断伊娃属于虚骨龙类下的一个演化支——手盗龙类(Maniraptora)。这类恐龙有着细长的手臂、半月形的腕骨和三指形的手掌。从大小上看,伊娃标本尺寸与一种1.6亿前生活在中国华北地区的手盗龙类——近鸟龙(Anchiornis)相近。近鸟龙的体长仅约34厘米,重约110克。

但是,“基于目前的骨骼形态,我们尚且无法判断伊娃标本是幼年个体或成年个体。”论文的共同作者之一,台北市立大学运动能力分析实验室的曾国维教授指出,“至于伊娃标本的死因,目前我们也不好推断。”他表示,伊娃标本没有挣扎的迹象,也无明显的皂化外观,提示标本在被树脂包裹时已经死去。“但标本并没有明显的腐败特征,说明它可能刚刚死亡,是一具相对新鲜的遗骸。”

羽毛,能告诉我们什么

无论这只小恐龙是什么时候因什么死去,它都给今人留下了丰富的遗产——其中之一,便是它尾巴上那被琥珀妥善保存下来的羽毛。伊娃的羽毛保留有色素的痕迹,它的尾部上表面整体呈栗色,下表面呈苍白或白色。

“从羽毛角度,伊娃标本要更原始一些,介于似鸟龙类与尾羽龙类之间。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星表示。

 “更重要的是,这些羽毛并没有发达的中轴(羽轴),却具有许多羽小枝。”邢立达介绍说,这为羽毛演化发展模式中一个悬而不决的问题——羽小枝和羽轴谁先演化出来——提供了一点线索。“羽毛的分支结构表明,现代羽毛分枝中最细小的两层——羽支和羽小枝——是在鸟类演化出羽轴之前就已经出现了的。”他说。

更多装着恐龙的琥珀在哪里?

除此之外,研究团队分析了伊娃标本中的微量元素分布图。“伊娃标本的断面出现了高度富集的铁元素,近边吸收谱分析表明其中80%以上的铁样本为二价铁,这些是血红蛋白和铁蛋白的痕迹。”黎刚说。更多的后续研究还在进行中。

“我们的发现表明,琥珀可以为沉积岩中的恐龙化石记录补充大量信息,是个非常值得大力研究的新信息来源。”邢立达说。伊娃来自缅甸北部的克钦邦胡康河谷。“我们非常期待看到这个地区的其他发现会怎样重塑我们对恐龙和其他脊椎动物的羽毛和软组织的理解。”

虽然伊娃的“年纪”太大,我们无法用它让电影《侏罗纪公园》中的场景成真,但“通过观察多个类群,一系列生命阶段和更完整的骨骼材料,我们或许还可以进一步提升现有知识。”邢立达透露,“我们的下一步工作是寻找更多材料并分析现有的标本,以便更深入地了解标本的保存方式,以及还能这些琥珀中得到哪些其他细节。”

什么是琥珀?

琥珀是距今4500—9900万年前的松柏科植物的树脂滴落,掩埋在地下千万年,在压力和热力的作用下石化形成,故又被称为“琥珀”或“松脂化石”。

琥珀的形状多种多样,表面常保留着当初树脂流动时产生的纹路,内部经常可见气泡及古老昆虫、动物或植物碎屑。

常见琥珀种类:金珀,金蓝珀,绿茶珀,红茶珀,血珀翳珀花珀、棕红珀,蓝珀,绿珀虫珀蜜蜡,珀根,缅甸根珀等。

2016年3月6日,中国科学家发现了至今为止世界上最为古老的琥珀矿石,其年龄约在99个百万年左右。

琥珀的形态特征

非晶质,常以结核状、瘤状、小滴状等产出。有的如树木的年轮,呈放射纹理;可含有动物遗体、植物碎片等。

琥珀的硬度低,质地轻,涩,温润,有宝石般的光泽与晶莹度,琥珀的另一个特征是含有特别丰富的内含物,如昆虫,植物,矿物等。

产地分布

波罗的海沿岸国家(如维尔纽斯),缅甸,多米尼加共和国、中国。

中国分布

产辽宁、河南、广西、贵州、云南、浙江淳安千岛湖等省。

2011探秘千岛湖底的千年古城时就发现有大量的琥珀。在千岛湖周边的多处高山也发现过琥珀。

琥珀特点

生态环境

主要分布于白垩纪或第三纪的砂砾岩、煤层的沉积物中。

采收储藏

从地层或煤层中挖出后,除去砂石、泥土等杂质。琥珀质地轻,储藏方便,完美无暇的琥珀具有非常高的收藏价值。

动植物形态

多呈不规则的粒状、块状、钟乳状及散粒状。有时内部包含着植物或昆虫的化石。颜色为黄色、棕黄色及红黄色。条痕白色或淡黄色。具松脂光泽。透明至不透明。断口贝壳状极为显著。硬度2~2.5。比重1.05~1.09。性极脆。摩擦带电。

性状考证

最早记录的化石树脂石炭纪,但琥珀一直到白垩纪早期才出现。著名的琥珀沉积岩来自缅甸,波罗的海地区和多米尼加共和国。琥珀主要是古代裸子植物的树脂,但则有开花类植物所产生的树胶。波罗的海区琥珀有时含有昆虫或植物的残体。推测该琥珀可能是在原始松树种Pinus succinifera 的森林中形成。全新世的半化石硬树脂与琥珀的不同处在于它们在有机溶液中会熔解。

颜色一般为黄红色调,透明至半透明。在150时,琥珀会软化。优质的琥珀可以加工成工艺品,质次的则可以用作化工材料。琥珀属于沉积作用的产物,主要产于白垩纪或第三纪的砂砾岩、煤层的沉积物中。中国辽宁抚顺、河南西峡盛产琥珀。

琥珀是第三纪松柏科植物的树脂,经地质作用掩埋地下,经过很长的地质时期,树脂失去挥发成分并聚合、固化形成琥珀。它常与煤层相伴而生。琥珀是碳氢化合物,含有琥珀酸和琥珀树脂,化学成分为C₁₀H₁₆O,其中碳79%,10.5%,10.5%,有时还含有少量硫化氢。琥珀的形状多呈饼状、肾状、瘤状、拉长的水滴状和其它不规则形状。属非晶质体。颜色多呈黄色、橙黄色、棕色、褐黄色或暗红色,浅绿色和黄色、淡紫色的品种极为罕见。油脂光泽,透明至半透明。折光率1.539~1.545,无多色性。硬度2~3,密度1.1~1.16g/cm3。性脆,无解理,具贝壳状断口。琥珀为有机物,加热到150即软化,250~300熔融,散发出芳香的松香气味。琥珀溶于酒精。常含有昆虫、种子和其它包裹体

树脂被进行商业化收集,例如产自新西兰高瑞松的硬树脂。波罗的海区琥珀用珠宝焐,而硬树脂则用于装饰业。Spencer等根据新西兰宝石协会研究社提供的样品及从新西兰煤矿产地中获得的样品,重新全面研究了这些产自新西兰的柯巴树脂。在他的研究中,最有意义的宝石学发现显示,经典宝石学书籍中介绍的鉴定柯巴与琥珀的乙醚,实际上对Kauri树脂的效果并不理想,也就是说部分Kauri柯巴树脂实际上并不溶于或只是轻微溶于乙醚中。在这些不溶的柯巴树脂上滴上一滴乙醚,30s后没有反应或反应轻微;而在这些新西兰柯巴树脂(包括25Ma的树脂)上滴一滴酒精,30s后全部出现溶于酒精的反应:表面发粘或变得不透明,而真正的琥珀滴上酒精则完全没有反应,表明不溶于酒精。柯巴树脂在冰醋酸中亦易产生与酒精类似的溶解反应,但冰醋酸会产生刺激气味并有可能对人体产生烧伤,因此不宜作为宝石学测试方法。另外,他的测试还表明,天然柯巴树脂在紫外荧光下的反应是不稳定的,该项测试难以作为鉴别琥珀与柯巴树脂的鉴定性依据。

品种价值

中国根据琥珀的不同颜色、特点划分的品种为金珀血珀虫珀香珀石珀花珀水珀明珀蜡珀、血密腊、红松脂等,其中并没有明确的定义。例如,虫珀和灵珀应该算是一种,都是指含有动物遗骸的琥珀。花珀是指经过人工爆花工艺的琥珀,其中要注意,压制琥珀的泡花特别细碎,无序,背景浑浊。血蜜腊是指不透明的琥珀,“千年琥珀,万年蜜蜡”之说乃谬误。香珀是指摩擦后香味明显的血蜜蜡,因为通常蜜蜡的处理程度小,所以香味浓郁。水珀是指内含水滴的琥珀,也叫水胆琥珀。

琥珀中价值较高的是古董、精湛的艺术品或含有生物遗体。琥珀依昆虫的清晰程度、形状大小、颜色决定其经济价值。颜色浓正,且杂质不多者为佳。颜色以蓝、绿色和血红为好,但绿色琥珀发现在多米尼加、墨西哥以及中国抚顺等地,波罗的海绿珀多为高温下置于在化学药剂中所致。透明血珀大多为高温烤色所致,天然血珀会有可见的内含物。通常,颜色浓正通常伴随少量可见杂质,有种说法是,微小的内含物是琥珀的致色因素,也是来源于此。最贵重的品种是包裹含昆虫的琥珀,俗称“琥珀藏蜂”,以昆虫清晰、形态栩栩如生、质地上乘、个体大、数量多为最佳。


 
 
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