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

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)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(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)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(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【中國科學(xué)報(bào)】揭秘琥珀里的億年古鳥

2016-06-29 中國科學(xué)報(bào) 李晨陽
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語音播報(bào)

反鳥被樹膠粘住 張宗達(dá)繪圖

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

  在電影《侏羅紀(jì)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(fù)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(dòng)物。不過,這一次,科學(xué)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(xué)家和昆蟲學(xué)家宣稱,他們發(fā)現(xiàn)了有史以來第一批琥珀中的鳥標(biāo)本。這也是人類首次有緣一睹恐龍時(shí)代古鳥類的真面目。

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

  “不可能吧?”

  2015年夏日深夜,中科院動(dòng)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?!?/p>

  “不可能吧?”這是白明的第一反應(yīng)。他可不是唯一一個(gè)“大驚小怪”的科學(xué)家。邢立達(dá)說,大家聽到這個(gè)消息后,都是先問“真的嗎”,再問“是不是假的標(biāo)本”。

  在此之前,人們對白堊紀(jì)鳥類的了解僅限于化石記錄。而琥珀中的鳥類標(biāo)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(biāo)本中,人們可以知道鳥兒生前的種種細(xì)節(jié),包括各個(gè)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(shí)光的直接相逢。

  據(jù)邢立達(dá)介紹,這批標(biāo)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(yuǎn)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(zhì)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(xué)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(shí)是意外之喜。

  高新技術(shù)“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(diǎn)的那個(gè)翅膀標(biāo)本,展開后約18毫米,被科學(xué)家昵稱為“天使之翼”;小一點(diǎn)的只有12毫米,叫“羅斯”。

  確切地說,被琥珀定格的小動(dòng)物生活在約9900萬年前,來自白堊紀(jì)中期諾曼森階。那是一個(gè)古鳥類與非鳥恐龍共存的時(shí)代。一些恐龍也已進(jìn)化出羽毛結(jié)構(gòu)。

  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(biāo)本,開始四處借助精密的儀器和先進(jìn)的技術(shù),給它們“查戶口”。

  通過中科院動(dòng)物所的熒光反應(yīng)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(tuán)隊(duì)獲得了大量相關(guān)數(shù)據(jù),再經(jīng)過計(jì)算機(jī)三維重建,最終重建出兩個(gè)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(shí),兩個(gè)標(biāo)本的各個(gè)部分都是原始材料,未經(jīng)切割和改造。而琥珀中同時(shí)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(dòng)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(biāo)本都屬于典型的反鳥類。標(biāo)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(jì)的一類相對原始且十分特化的鳥類。它們肩帶骨骼的關(guān)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(gè)主要的譜系。不過,到了白堊紀(jì)末期,反鳥類就完全滅絕了。

  目前,科學(xué)家暫時(shí)把“天使之翼”和“羅斯”歸于同一個(gè)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(jì)脊椎動(dòng)物群

  其實(shí),“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(biāo)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(dāng)時(shí)的小鳥在被樹脂部分包裹時(shí)還活著;而“羅斯”應(yīng)該來自一具尸體。

  為了解釋兩種截然不同的現(xiàn)象,科學(xué)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(shí)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(biāo)本新的意義:古生物的生態(tài)學(xué)和行為學(xué)研究線索。

  說到研究的意義,邢立達(dá)進(jìn)一步告訴《中國科學(xué)報(bào)》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(dòng)物的標(biāo)本。正在進(jìn)行和即將開展的這一系列研究,將給公眾展示一個(gè)較強(qiáng)多樣化的東南亞白堊紀(jì)中期脊椎動(dòng)物群。

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

  “標(biāo)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。”中科院古脊椎動(dòng)物所研究員徐星如此評價(jià),“這是我們首次在如此大規(guī)模的細(xì)節(jié)上去了解反鳥類。”

 ?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2016-06-29 第1版 要聞)

打印 責(zé)任編輯:侯茜

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