在中國新疆距今約1.3億至1.2億年的早白堊世哈密翼龍動物群中，古生物學(xué)家最新研究又有重磅成果——首次發(fā)現(xiàn)與翼龍有“表親”關(guān)系的大型恐龍的化石。
汪筱林研究員在辦公室與論文作者之一、北京自然博物館裘銳博士(站立者)進(jìn)行討論。中新社記者 孫自法 攝
中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)汪筱林研究員領(lǐng)導(dǎo)的中國和巴西合作團(tuán)隊(duì)，首次在哈密翼龍動物群中研究發(fā)現(xiàn)3件恐龍化石，都屬于蜥腳類的多孔椎龍類，化石均不完整，分別保存一段關(guān)聯(lián)的頸椎、一段關(guān)聯(lián)的尾椎和一段薦椎，另外，還有一枚與尾椎保存在一起的獸腳類恐龍的牙齒。
中國絲路巨龍化石正型標(biāo)本。中科院古脊椎所 ?供圖
合作團(tuán)隊(duì)依據(jù)頸椎、尾椎特征，建立盤足龍類、巨龍類兩個恐龍新屬新種，分別命名為“中國絲路巨龍”和“新疆哈密巨龍”，另一段薦椎因化石太破碎、特征不明顯而暫未命名。
這是新疆早白堊世地層中首次發(fā)現(xiàn)蜥腳類的多孔椎龍類恐龍，也是哈密翼龍動物群首次發(fā)現(xiàn)恐龍化石。該項(xiàng)恐龍研究論文，北京時間8月12日夜間在施普林格·自然旗下國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)報(bào)告》上線發(fā)表。
與哈密翼龍化石共生保存
汪筱林研究員介紹說，最新研究的恐龍化石是中科院古脊椎所哈密科考隊(duì)發(fā)現(xiàn)于吐(魯番)哈(密)盆地下白堊統(tǒng)吐谷魯群勝金口組中，與哈密翼龍化石共生保存。由于化石長期暴露于極干旱強(qiáng)風(fēng)沙的戈壁地區(qū)，在地表風(fēng)化破碎嚴(yán)重，科考隊(duì)于2008年、2013年和2016年先后進(jìn)行了搶救性采集。
化石發(fā)現(xiàn)地的雅丹地貌。中科院古脊椎所 ?供圖
這次研究的蜥腳類恐龍是哈密翼龍動物群中首次發(fā)現(xiàn)的非翼龍類脊椎動物，均產(chǎn)自于哈密翼龍化石的相當(dāng)層位，3件恐龍化石標(biāo)本產(chǎn)出地點(diǎn)相距約2-5千米。
汪筱林指出，由于化石暴露地表風(fēng)化極其嚴(yán)重，3件恐龍化石標(biāo)本僅殘存部分表面破碎的椎體，用皮勞克(石膏包)搶救性采集后，科考隊(duì)技術(shù)人員對尚埋藏在巖石中沒有暴露地表的另一側(cè)進(jìn)行科學(xué)修理。修理后顯示，3件標(biāo)本分別為6節(jié)關(guān)聯(lián)的頸椎及頸肋、7節(jié)關(guān)聯(lián)的尾椎和1段破碎的薦椎，其中頸椎、尾椎標(biāo)本分別命名為中國絲路巨龍和新疆哈密巨龍。
此次新發(fā)現(xiàn)恐龍新屬種命名源于化石產(chǎn)地中國新疆哈密，以及多孔椎龍類是蜥腳類恐龍?bào)w型巨大的一支，同時，哈密是“一帶一路”經(jīng)濟(jì)帶上的重鎮(zhèn)，以此紀(jì)念自古以來中國連通世界的偉大絲綢之路。
中國絲路巨龍?bào)w長逾20米
汪筱林說，中國絲路巨龍保存了6節(jié)關(guān)聯(lián)在一起的較完整的頸椎，分別為第10-15節(jié)，單個頸椎的長度在455-540毫米之間，6節(jié)頸椎的長度約3米，是山東蒙陰發(fā)現(xiàn)的早白堊世師氏盤足龍(體長約15米)對應(yīng)頸椎平均長度的近2倍，保守估計(jì)，中國絲路巨龍的體長超過20米。
中國絲路巨龍的鑒定特征包括中后部頸椎的后關(guān)節(jié)突-橫突隔板的側(cè)腹部分叉、椎體-橫突后隔板的前部分叉、副突-橫突隔板具有發(fā)育的腹側(cè)凸緣、中后部頸椎的橫突與肋骨的接觸面的前后面均收縮等。
化石發(fā)現(xiàn)地的雅丹地貌。中科院古脊椎所 ?供圖
研究團(tuán)隊(duì)通過詳細(xì)的形態(tài)學(xué)觀察發(fā)現(xiàn)，中國絲路巨龍頸椎存在一厚的上突-前關(guān)節(jié)突隔板和呈下垂?fàn)畹念i肋，與其他保存頸椎的盤足龍類相比，其頸椎的上突-前關(guān)節(jié)突隔板的方向、前關(guān)節(jié)突-橫突隔板的方向、頸椎椎體側(cè)凹的發(fā)育程度等特征存在明顯的差別。
“與中國絲路巨龍保存在一起的還有一殘破的哈密翼龍下頜，說明這些大型的巨龍類恐龍與哈密翼龍共同生活在白堊紀(jì)的天空和陸地。”汪筱林說。
采集前的恐龍化石。中科院古脊椎所 ?供圖
新疆哈密巨龍與其他巨龍類差別明顯
新疆哈密巨龍保存了7節(jié)關(guān)聯(lián)在一起的尾椎，分別為第4-10節(jié)，中間5節(jié)較完整，單個尾椎長度從210-320毫米不等，是蒙古國發(fā)現(xiàn)的晚白堊世后凹尾龍(體長約12米)對應(yīng)尾椎平均長度的約1.5倍，保守估計(jì)其體長約17米。
新疆哈密巨龍的鑒定特征包括：尾椎神經(jīng)嵴和神經(jīng)弓的高度總和大于椎體高度，最前部尾椎的椎弓矢狀擴(kuò)展，后關(guān)節(jié)突隔板與神經(jīng)棘橫突隔板窩深，最前部尾椎的橫突指向上方，尾椎序列的橫突從指向上方到指向下方轉(zhuǎn)變突然，沒有過渡等。
3件恐龍化石骨骼保存示意圖(Maurilio Oliveira繪)。中科院古脊椎所 ?供圖
新疆哈密巨龍是亞洲發(fā)現(xiàn)的為數(shù)不多的巨龍類的蜥腳類恐龍之一，它展示出蜥腳類不尋常的組合特征。研究團(tuán)隊(duì)通過詳細(xì)比較新疆哈密巨龍和其他巨龍類的形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)新疆哈密巨龍的尾椎椎體長度、前凹形的尾椎椎體、尾椎椎體側(cè)面接近腹部具有的隆嵴、橫突的形狀和方向等特征與東亞已知的其他巨龍類有明顯差別。
此外，與新疆哈密巨龍共同保存的還有一枚獸腳類恐龍牙齒，這也是哈密翼龍動物群中首次發(fā)現(xiàn)的獸腳類恐龍化石。汪筱林稱，由于在新疆哈密巨龍的骨骼上未發(fā)現(xiàn)獸腳類恐龍的牙印，尚不能確定是否存在獸腳類恐龍進(jìn)食巨龍類尸體的現(xiàn)象。蜥腳類恐龍都是四足行走食植性動物，這些大型食植恐龍和食肉性獸腳類恐龍的發(fā)現(xiàn)和研究，將大大增加哈密翼龍動物群物種和生態(tài)多樣性。
新疆哈密巨龍化石正型標(biāo)本。中科院古脊椎所 ?供圖
新化石發(fā)現(xiàn)豐富中國恐龍歷史
汪筱林說，研究團(tuán)隊(duì)通過系統(tǒng)發(fā)育分析，基本確認(rèn)中華絲路巨龍、新疆哈密巨龍這兩個新屬種恐龍分類位置。為確定新發(fā)現(xiàn)化石頸椎和尾椎是否屬于同一類型，他們將頸椎和尾椎的特征作為一個整體放入兩個矩陣中進(jìn)行分析，這個組合類型與盤足龍屬構(gòu)成姐妹群，但支持這一姐妹群的特征僅為頸椎的特征。
他們再將頸椎和尾椎的特征分開，作為兩個類型進(jìn)行分析，以頸椎為代表的中國絲路巨龍?jiān)趦蓚€矩陣的分析中都和盤足龍屬構(gòu)成姐妹群，且有多個特征支持，代表與盤足龍有著密切的親緣關(guān)系，所以中國絲路巨龍屬于盤足龍類。
而以尾椎為代表的新疆哈密巨龍?jiān)趦蓚€矩陣的分析中都位于巨龍類中，但新疆哈密巨龍的加入使得整個巨龍類增加了未解決的多分支結(jié)構(gòu)，同時其本身的系統(tǒng)位置在兩個矩陣的分析中也不相同，所以其更進(jìn)一步的系統(tǒng)位置目前不能確認(rèn)，還需要新的化石材料和進(jìn)一步研究。
此外，新發(fā)現(xiàn)恐龍化石標(biāo)本中的薦椎僅包含4塊椎骨和肋骨碎片，因風(fēng)化破碎嚴(yán)重可用于鑒定的特征較少，僅能確認(rèn)其屬于多孔椎龍類，這類恐龍生活于約1.6億年前的晚侏羅世到6600萬年前的晚白堊世。
汪筱林表示，本次研究的3件化石標(biāo)本是哈密科考隊(duì)長期以來在吐哈盆地進(jìn)行翼龍研究的野外考察時發(fā)現(xiàn)，也是哈密翼龍動物群首次發(fā)現(xiàn)的恐龍化石，豐富了該地區(qū)中生代爬行動物的多樣性，也為中國恐龍?zhí)貏e是蜥腳類恐龍研究增添了新認(rèn)知。中國絲路巨龍和新疆哈密巨龍的研究，既增加哈密翼龍動物群和中國早白堊世蜥腳類恐龍的多樣性，也為該恐龍類群的演化提供新的信息，并進(jìn)一步支持亞洲早白堊世多孔椎龍恐龍的廣泛多樣性。
中國絲路巨龍(左)與新疆哈密巨龍(右)及哈密翼龍動物群生態(tài)復(fù)原圖(創(chuàng)作/趙闖，科學(xué)指導(dǎo)/汪筱林)。中科院古脊椎所 ?供圖
哈密翼龍動物群是“翼龍伊甸園”
汪筱林介紹，自2006年以來，他領(lǐng)導(dǎo)的中科院古脊椎所哈密科考隊(duì)連續(xù)十多年在哈密戈壁進(jìn)行科考工作，發(fā)現(xiàn)罕見的哈密翼龍動物群，這一地區(qū)已經(jīng)成為世界上分布面積最大和最富集的翼龍化石產(chǎn)地，上億數(shù)量級的翼龍?jiān)?jīng)在這里繁衍生息，是名副其實(shí)的“翼龍伊甸園”。
據(jù)了解，翼龍不是恐龍，而是一類會飛行的爬行動物，但翼龍和恐龍的親緣關(guān)系很近，就好比人類之間“表親”，從同一個祖先分化出來后，翼龍飛向藍(lán)天，而恐龍主宰陸地。此外，翼龍和恐龍都是已經(jīng)滅絕的遠(yuǎn)古爬行動物，它們生活時代相同——約2.3億年到6600萬年前的三疊紀(jì)晚期到白堊紀(jì)末期。
在此次新研究發(fā)現(xiàn)“生死與共”的恐龍化石前，中科院古脊椎所哈密科考隊(duì)通過十多年的科學(xué)考察和搶救性采集、科學(xué)修理和研究，已在翼龍研究領(lǐng)域上取得一系列重要成果：
汪筱林研究員在恐龍化石采集現(xiàn)場。中科院古脊椎所 ?供圖
首次發(fā)現(xiàn)三維立體保存的雌雄翼龍個體，同時發(fā)現(xiàn)大量三維立體保存的翼龍蛋和翼龍胚胎與之共生，其中，世界首枚三維立體保存的翼龍蛋研究揭示，哈密翼龍具有類似于現(xiàn)生爬行動物錦蛇的革質(zhì)蛋殼結(jié)構(gòu)，顯示翼龍群居生活；發(fā)現(xiàn)大量幼年到成年的雌雄翼龍，并命名哈密翼龍動物群中的第一個物種——天山哈密翼龍；發(fā)現(xiàn)一件超過200枚翼龍蛋、胚胎和骨骼化石三位一體保存的重要標(biāo)本，其中16枚翼龍蛋含有三維立體保存的胚胎化石，這是世界首次發(fā)現(xiàn)三維翼龍胚胎；通過對包括胚胎等骨骼在內(nèi)的骨組織學(xué)和個體發(fā)育研究，發(fā)現(xiàn)哈密翼龍具有快速生長的骨骼結(jié)構(gòu)，屬于相對早熟型的發(fā)育模式，出生后還不能飛行，尚需要父母照顧，這些發(fā)現(xiàn)和研究揭示出翼龍這一特殊的飛行爬行動物的生命史。這些成果先后以封面文章發(fā)表在《細(xì)胞》旗下的《現(xiàn)代生物學(xué)》和《科學(xué)》上。
汪筱林認(rèn)為，通過多年的野外考察及埋藏學(xué)、沉積學(xué)和地層學(xué)的相關(guān)證據(jù)表明，新疆哈密這些數(shù)量巨大的翼龍?jiān)?jīng)歷多次白堊紀(jì)湖泊風(fēng)暴事件，導(dǎo)致其集群死亡并被快速埋藏。
他透露，哈密科考隊(duì)后續(xù)工作將在進(jìn)行翼龍研究的同時，加強(qiáng)恐龍的研究，并對化石產(chǎn)地堅(jiān)持研究好、保護(hù)好、利用好。目前已協(xié)助當(dāng)?shù)卣晒ι暾埩斯芤睚?雅丹國家地質(zhì)公園，現(xiàn)在正積極推動翼龍和恐龍遺址博物館的建設(shè)，“我們希望通過這個地方的恐龍、翼龍研究，遺址與化石保護(hù)，以及國家地質(zhì)公園和遺址博物館建設(shè)，能為青少年朋友提供研學(xué)和科普教育場所，為當(dāng)?shù)厣鐣⒔?jīng)濟(jì)、文化、旅游發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。”?(記者 孫自法)
