古生物學家在白堊紀琥珀中發現史上最小鳥類?
白堊紀的琥珀中發現古生物已經不是什麼稀罕事,古生物學家不僅在這些晶瑩的有機礦物中找到了被封印的植物、昆蟲、蜥蜴,甚至還有生活在9900萬年前的鳥類和恐龍尾巴!這次古生物學家竟然在琥珀中發現一個完整的鳥頭,這隻鳥可能是有史以來最小的鳥類!
被封印的鳥頭緬甸琥珀產自緬甸北部的胡康谷地,這些琥珀形成於距今9900萬年前的白堊紀晚期。由於特殊的儲存環境,胡康谷地中發現了大量的琥珀化石,琥珀之中的包含物成為我們探索恐龍時代的獨特途徑!
圖注:緬甸琥珀中儲存的鳥類遺骸及復原,圖片來自邢立達
圖注:緬甸琥珀中儲存的鳥爪,圖片來自邢立達
圖注:緬甸琥珀中儲存的恐龍尾巴及復原,圖片來自邢立達
2016年,雲南騰衝琥珀博物館館長陳先生與家人寬婭女士前往胡康谷地的琥珀礦區徵集琥珀標本,其中一個儲存特別包含物的琥珀引起了他們的注意。這塊琥珀被帶回國內,之後由陳館長和寬婭女士捐贈給了中國地質大學。
圖注:胡康河谷的琥珀礦區,圖片來自邢立達
中國地質大學(北京)的邢立達副教授是研究緬甸琥珀的專家,他曾經領導了對於琥珀中恐龍尾巴、鳥類遺骸及恐龍羽毛的研究。當看到這塊琥珀的時候,邢立達被深深吸引,他與中國科學院古脊椎動物與古人類研究所外籍研究員鄒晶梅(Jingmai K. O’Connor)、美國洛杉磯自然史博物館拉爾斯·施米茨(Lars Schmitz)博士、中國科學院高能物理所黎剛研究員,以及美國洛杉磯自然史博物館恐龍研究院院長路易斯·恰普(Luis M. Chiappe)教授、加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館瑞安·麥凱勒教授(Ryan C. McKellar)、中國科學院北京綜合研究中心易棲如博士等學者合作,完成了對這枚琥珀中包含物的研究。
2020年3月12日,國際頂級學術期刊《自然》發表了名為《緬甸白堊紀蜂鳥大的恐龍》的研究論文,論文中將儲存在琥珀中的鳥類命名為眼齒鳥(Oculudentavis),模式種名寬婭眼齒鳥(Oculudentavis khaungraae)。
圖注:眼齒鳥琥珀,圖片來自邢立達
大眼多齒袖珍鳥眼齒鳥的名字非常形象,因為它的眼睛和牙齒具有突出特徵。眼齒鳥的腦袋非常非常非常小,只有14毫米,和我們的指甲蓋差不多長。
圖注:眼齒鳥頭部復原圖,繪圖韓志信
由於腦袋細小而且儲存在琥珀之中,無法取出來,於是科學家使用了硬X射線相襯CT掃描獲得了高解析度的3D及頭骨的結構。當古生物學家觀察3D頭骨的結構時,發現其看似是鳥的頭骨,但是嘴中卻長滿了牙齒,其中上頜每側有18至23枚牙齒,下頜每側有29至30枚牙齒,加在一起有100多顆牙齒!即便是已經滅絕的長有牙齒的鳥類,也沒有哪種有如此多的牙齒。
圖注:眼齒鳥頭部CT重建圖,圖片來自邢立達
除了嘴巴中密密麻麻的小牙齒,眼齒鳥的另一個特徵就是其腦袋上眼睛。眼齒鳥的眼睛很特別,其不僅大,而且從腦袋兩側凸出,不過從眼圈的內徑看,其屬於白天活動的動物。
由於僅僅儲存了頭骨,我們無法確定眼齒鳥身體以及四肢的結構,但是從僅有14毫米長的腦袋可以判斷,眼齒鳥的體長約為4釐米,比現存最小的鳥類吸蜜蜂鳥(Mellisuga helenae)還要小,成為已知最小的鳥類!
未完的疑問儘管古生物學家將眼齒鳥歸入鳥類,但是它的背後還是有很多的疑團。
眼齒鳥的眼睛凸出,在它的眼睛後面有一圈名為鞏膜環的骨頭,作用是支撐和保護眼睛。今天鳥類的鞏膜環結構簡單,是由方形骨組成,但是眼齒鳥的鞏膜環卻是有一圈勺形骨,這類似於今天蜥蜴。
眼齒鳥的牙齒也很特別,儘管我們知道生活在中生代的原始鳥類嘴中普遍長有牙齒,但是眼齒鳥的牙齒數量尤其多,而且齒列一直延伸到眼睛下面,其牙齒也是類似於蜥蜴的側生齒(pleurodont),這也成為它的獨特特徵之一。
除了眼睛和側生齒,眼齒鳥還缺乏鳥類以及恐龍普遍存在的眶前孔。
正是由於眼齒鳥頭骨上表現出來的眾多特別之處,古生物學家在剛開始研究時認為它是個“四不像”,其具有了鳥類、非鳥恐龍、甚至是其他主龍類的特徵。參加研究的鄒晶梅表示:“這是我有幸研究過的、最奇怪的化石”。
最終,根據尖銳的喙部和巨大的眼睛,古生物學家將眼齒鳥歸入鳥類,系統發育關係則表明它介於發現於侏羅紀德國的始祖鳥(Archaeopteryx)和發現於白堊紀中國的熱河鳥(Jeholornis)之間,是非常原始的鳥類。正是因為眼齒鳥的原始位置,古生物學家推測其應該長著類似於恐龍的長尾巴,當然翅膀上還有爪子。
根據緬甸琥珀沉積物判斷,眼齒鳥生存於白堊紀時期,緬甸是熱帶海洋中的一片群島。眼齒鳥成為島嶼侏儒化的典型例子,這也可以解釋為什麼它的體型如此小。儘管小,但是牙齒和大眼睛表明眼齒鳥是一種積極的食肉動物,它們的食物是各種各樣的昆蟲。一般動物的小型化都會便隨眼睛變大,牙齒脫落,但眼齒鳥卻是個例,它的牙齒如此眾多,不知道與其生存的孤立環境和所處的生態位有怎樣的關聯。
由於目前僅僅發現了頭骨,我們對於眼齒鳥的身體都是猜測,其分類也並不確定。一些古生物學家在分析的牙齒鳥的頭骨結構及特徵後,甚至認為它並不是鳥類或者恐龍,而是一隻腦袋外形獨特的蜥蜴!關於眼齒鳥的謎團,需要更多的研究和化石材料來揭開,希望會是在不久的將來!
該項研究獲得了國家自然科學基金委員會基礎科學中心專案、國家自然科學基金重大專案、中科院科研裝備研製專案、北京同步輻射裝置、上海光源、國家自然科學基金面上專案以及美國國家地理學會等的資助,以及同步輻射機時支援。
感謝邢立達先生提供文字資料及圖片和視訊
論文:
Xing et al. 2020. Hummingbird-sized dinosaur from the Cretaceous period of Myanmar Nature 579, 245–249.
圖片 / 網路(侵刪)