比蜂鸟还小!9900万年前琥珀中发现史上最小恐龙

科学辟谣 2020-03-12

  史前生活不容易,如果个子小就更不安全了。不仅要防范变成大个子的美餐,还要时刻小心被琥珀封印的危险。比如,一不小心,就被头顶滴落的树脂击中,变成化石供后世学者观瞻。

  

  眼齿鸟生境复原图 | 韩志信绘

  编辑 | 刘森 高佩雯(根据通稿内容整理)

  3月12日,中美加科学家组成的团队在北京宣布,在缅甸出产的白垩纪琥珀中发现一只迄今最小的恐龙。这只小恐龙个子比蜂鸟还小,迷你小脑袋上长着超级多的牙齿和奇怪的“大眼眶”,被称为“眼齿鸟”。

  实际上,科学家也不知道应该叫它鸟还是恐龙,因为鸟是由恐龙演化而来的,在特定的演化时期,二者之间并无绝对界限。这只小恐龙的发现,对理解恐龙与古鸟类的演化,尤其是小型化动物的形态演化具有重要意义。

  该研究于2020年3月12日在线发表于《自然》杂志。

  小脑袋引发大疑惑:到底是鸟还是恐龙?

  此次发现的琥珀化石产自缅甸北部克钦邦胡冈谷地,时代为距今约9900万年前的白垩纪中期,属于晚期的最早期。这里被认为是人类能一窥“真实”白垩纪世界的最佳窗口。

  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。

  胡冈谷地的鸟类琥珀包裹体较为丰富,对了解鸟类演化帮助很大。

  由于标本是一个被包裹在琥珀中的动物头骨,研究遇到的第一个挑战是如何在不破坏标本的情况下,获得被皮毛和杂质层层包围的头骨的完整信息。科学家们利用高分辨率探测器、偏轴CT扫描和虚拟拼接等技术手段获得了隐藏在琥珀内部的头骨精确的3D结构。

  

  眼齿鸟头部CT重建图,可以清晰地看见很多小牙齿 | 论文作者供图

  琥珀中的头骨长度仅为14毫米,相当于一角钱的硬币大小,这个小小的脑袋上,长着尖锐的喙部、密集的牙齿和巨大的眼眶。更让研究人员感到奇怪的是这个动物的骨骼特征有些地方像恐龙,有些地方像鸟类,甚至不能排除这个头骨属于别的四足动物。

  参与研究的专家们都说这个标本太奇怪了,很难确定具体门类。本文作者之一邹晶梅研究员甚至感叹:“这是我有幸研究过的、最奇怪的化石”。然而,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,所以专家暂时将该动物归属到鸟类。

  比蜂鸟还小,也可能是迄今发现最小恐龙

  鉴于该标本形态特征与其他所有鸟类都不同,学者们为其建立了新属新种:宽娅眼齿鸟(Oculudentavis khaungraae)。

  属名“眼齿”代表着标本的特性——硕大的眼睛和密集的牙齿。种名“宽娅”则是为了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,她从一名矿工手上买到化石并捐给了博物馆。同时这块标本还被起了个昵称“蒂尼·威尼”。

  

  保存完好的眼齿鸟化石,现存于虎魄阁博物馆 | 论文作者供图

  眼齿鸟最大的特点就是它那“娇小”的体型。现生的最小鸟类是吸蜜蜂鸟,体长5.5厘米,体重不到2克,而从头骨上来看,眼齿鸟比吸蜜蜂鸟还要短一些。因此眼齿鸟可能是迄今发现体型最小的鸟类。

  近些年的研究已表明,鸟类是由恐龙演化而来的,在某些方面和恐龙根本无法区分,因而从广义上来讲,鸟类也是一种恐龙(勿激动,勿过分推理)。因此眼齿鸟也可能是迄今发现体型最小的恐龙!

  超多牙齿和大眼眶,这只小鸟不寻常

  眼齿鸟的体型变得如此小,必须面对很多新的问题,比如如何把所有的感觉器官都整合进它们如此微型的头中,以及如何保持体温等等。此外,小型化通常伴随着牙齿脱落和眼部增大等特征。

  然而,我们在仔细观察标本就会发现,眼齿鸟不仅长有延伸到眼部下面的比例最长的齿列,而且上面还长有现在发现的古鸟类中数量最多的牙齿。它的上颌每侧有18~23颗牙齿,下颌每侧有29–30颗牙齿,全部牙齿加起来约有100颗!大量的牙齿告诉我们,尽管体型超小,但眼齿鸟是一种肉食性鸟类。

  

  眼齿鸟头部复原图,虽然小,但它可不是吃素的 |韩志信绘 论文作者供图

  眼齿鸟的另一个特别之处是其独特的巩膜环(眼骨)。这种由巩膜小骨组成的圈状结构将眼球围住,起到支撑和保护作用,普遍存在于鸟类和大部分爬行动物(包括恐龙、翼龙、蜥蜴等)当中。但与其他鸟类不同的是,眼齿鸟的巩膜小骨呈匙形,而其它鸟类的却是方形,这一特征与一些现生蜥蜴类似。

  此外,眼齿鸟双眼的朝向也很特别,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。这种视觉系统在现生动物中从未发现,使得我们很难理解它的眼睛是如何工作的。

  眼齿鸟的眼眶占了整个头部的三分之一,巨大的眼睛证明它有良好的视力,眼骨的开孔(眼圈的内径)表明,它主要是在白天活动。

  时间胶囊里的精灵,古生物学家的好运气

  对于科学家来说,找到完整的小骨架比找到大骨架要难得多。因为小东西在其他沉积环境中很难保存,而琥珀中的脊椎动物又非常罕见。眼齿鸟化石可以说非常珍贵。

  研究者通过对眼齿鸟头骨的分析发现,它的结构特征在整个鸟类家族里十分原始,演化位置介于德国晚侏罗世的始祖鸟和中国早白垩世的有长尾的热河鸟之间。这可能表明,眼齿鸟和这两个类群一样,拥有一条类似于兽脚类恐龙的长尾巴。因此,从外表来看,眼齿鸟更像一只披着羽毛的“袖珍”恐龙。

  

  眼齿鸟复原图,它可能有一条类似于兽脚类恐龙的长尾巴,你能想象它羽毛下的样子吗 | 论文作者供图

  眼齿鸟这种小型化过程,通常发生在封闭的环境中。而一亿年前的缅甸北部,正是一个孤立的岛屿。我们可以想象在距今约9900万年前,一只体型娇小的眼齿鸟正在潮湿的森林中觅食,突然它发现了不远处的南洋杉上,有一只被流下的树脂粘住的甲虫。眼齿鸟赶紧拍打着翅膀飞到甲虫身边,一口将其叼住,经过不断的拉扯才将甲虫从粘稠的树脂中拽出吞下。

  正当眼齿鸟准备飞走寻找下一个目标的时候,它发现自己的尾巴不知什么时候被滴下的树脂牢牢的粘在树干上。眼齿鸟想尽办法,也无法挣脱,没过几天便在饥饿和虚弱中死去。更为讽刺的是,眼齿鸟的尸体被它生前的猎物——甲虫吃的一干二净,只留下头骨被滴落的树脂层层包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并保存至今。数千万年过去,这只时运不济的小鸟却成就了古生物学家们的好运气。

  附:

  缅甸胡冈谷地

  这里被认为是人类能一窥“真实”白垩纪世界的最佳窗口。因为在这里挖掘到的琥珀就像一颗颗时间胶囊,将远古的生灵封印其中。在眼齿鸟之前,古生物学家已经在这里找到了吃羽毛的昆虫、鸟类骨骼、长有羽毛的恐龙尾巴等标本!这些惊人的发现凸显了琥珀能为古生物,尤其是小型脊椎动物提供无与伦比的保存状态。学者们将继续在缅甸琥珀中搜索,希望在未来可以找到更多的新发现,从而揭开这个“白垩纪公园”的全部秘密。

  

  发现本次化石的缅北琥珀矿区,这里有丰富的琥珀化石 | 论文作者供图

  论文作者

  该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员邹晶梅、美国洛杉矶自然史博物馆拉尔斯·施米茨(LarsSchmitz)博士、中国科学院高能物理所黎刚研究员,以及美国洛杉矶自然史博物馆恐龙研究院院长路易斯·恰普(Luis M. Chiappe)教授、加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安·麦凯勒教授(Ryan C. McKellar)、中国科学院北京综合研究中心易栖如博士等学者共同完成。研究论文题目为《缅甸白垩纪蜂鸟大的恐龙》,发表于综合类学术期刊《自然》杂志。

责任编辑:王超

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