1784年,意大利博物学家科利尼见到了一块独特的生物化石:全身骨骼明晰可见,细长的前肢成“展翅”状。这块化石来自始祖鸟的“故土”——德国索罗霍芬。面对这种不知道的生物,科利尼根据埋藏环境,将其估测为一种海洋生物,确定其加长的前肢是用来划水的“鱼鳍”类结构。
哈密翼龙生态恢复图。赵闯绘
二十多年后,法国解剖学家和古生物学开创人居维叶看到了对该生物的描绘和图片。他以为,这是一种会飞的爬虫类,并将其命名为“翼手龙”。简直一同,法国博物学家赫尔曼制作了两张恢复图,在未揭露宣布的恢复图上,赫尔曼将该生物复原成长着翅膀、相似蝙蝠的动物,并斗胆估测:这便是我国神话中的凤凰。自此,曾统治着恐龙年代天空的翼龙开端逐步进入大众视界,远古画卷中缺失的一角,逐渐被凑集起来。
可是,关于恐龙的这一“表兄弟”,世人一向知之甚少,从研讨者数量来看,这一学科也显得有些冷门。我国科学院古脊椎动物与古人类研讨所研讨员汪筱林是为数不多的飞龙“捕手”之一,数十年来,致力于向大众揭开中生代生物进化的未解之谜。
近来,汪筱林刚和协作团队发布了关于哈密翼龙化石风化机理的最新研讨效果,为翼龙化石后续维护供给根底,也为翼龙博物馆的建造带来福音。
深耕“辽西福地”
在汪筱林的作业室里,有几个“宝箱”,见证了他职业生涯中的高光时刻。这几个宝箱被他细心地收在一个独自的柜子里,里边都是不简单示人的宝物。
翻开其间一个宝箱,层层包裹下是两块平坦的灰黑色页岩,岩石一角镶嵌着一枚鸡蛋巨细的椭圆形化石。再细细一瞧,蛋壳内部的骨架依稀可见,斑斓的外表诉说着其远古的身份。
这是国际上榜首枚翼龙蛋与胚胎化石。
当年,这一化石的发现和研讨添补了翼龙发育演化史上的空白,被美国《发现》杂志评为“全球百大科学新闻之一”,汪筱林和搭档周忠和便是这一化石的发现者和研讨者。
发现这枚化石是偶尔,也是必定。从1997年开端,汪筱林便是辽西区域的“常客”,长时刻掌管着热河生物群的化石开掘。2003年,他和搭档周忠和在锦州义县区域调查时,在狼鳍鱼化石碎片中,发现了这件当地人也“从来没见过”的东西。汪筱林将它上上下下边边角角看了个遍,发现鸡蛋巨细的椭圆形化石里,还散落着许多极细微的骨骼,这很有或许是翼龙的蛋和胚胎!从事了多年的古生物研讨,五花八门的化石也见了不少,看到这枚化石,汪筱林仍是不免有些激动。也难怪,在其时,国际上还从未发现过翼龙蛋化石,更甭说翼龙胚胎化石了。
显微镜下扩大的细节,验证了开端的判别。让汪筱林愈加惊喜的是,除了后期揉捏,部分骨骼略有错动位移外,胚胎化石的骨架保存十分无缺,头骨和牙齿都明晰可见。胚胎化石的脊柱大致沿着蛋的长轴方向扩展,头部从一侧向后曲折,这种保存状况或许定格了翼龙胚胎发育进程中的原始状况。此外,与骨架和蛋壳一同保存的还有“精巧的软组织”和“乳突状”的蛋壳印痕。据此估测,这件化石中的胚胎已进入发育进程的终究阶段,行将破壳而出。
“翼龙是最早飞向天空的脊椎动物,比鸟类早了大约7000万年,一同也是三类会飞的脊椎动物中仅有灭绝的类群。”汪筱林解说,翼龙的飞翔决议了其细长中空的骨骼结构,这种骨骼在绵长的岁月中很难留下痕迹,因而,与其他古生物研讨者比较,翼龙研讨者面对的一大难题便是化石资料太少。翼龙胚胎化石的出现,验证了人们长久以来的估测——与其他爬虫类相同,翼龙也是卵生的。汪筱林揣度,这枚翼龙蛋正在湖边的软泥中被孵化,火山爆发形成突发的天然灾祸导致它忽然“逝世”,然后又被火山灰快速埋藏起来。
汪筱林在哈密调查开掘。高伟摄
榜首枚翼龙蛋与胚胎化石(与硬币比照图)。曾年摄
斗转星移,白云苍狗。这些重见天日的头绪带领汪筱林穿越时空地道,关于“飞龙”的奥妙也被一点点揭开。
翼龙研讨的最大疑团之一,是两大翼龙类群——“喙嘴龙类”或非翼手龙类和翼手龙类之间的演化联系。此前,古生物学家猜想,短尾的翼手龙类是由长尾的非翼手龙类演化而来。可是,具体的演化进程是怎样的?自榜首件翼龙化石出现后的两百多年间,学术界一向苦苦寻找着头绪。
一次科考时,汪筱林发现了一堆破碎的化石:断裂成十多块的碎片中,除了几节颈椎、一段尾椎和几枚牙齿外,其他骨骼简直很难辨认。汪筱林敏锐地发觉到了这块化石的非同小可之处,经过精心拼接和修补,一件小型的翼龙化石骨架明晰显现:从头骨、颈椎、前肢来看,与传统认知的翼手龙类十分相似;与此一同,尾巴和后肢的第五趾很长,这又是“喙嘴龙类”的一大特征。这种镶嵌式的形状特征让汪筱林想到了我国传统文明中“一个筋斗十万八千里、具有七十二变才能”的孙悟空,因而将其命名为“悟空翼龙”。据此标本,一个全新的翼龙分类单元——悟空翼龙科得以树立,翼龙演化进程重要的一环被添补。“任何物种在演化时,不或许全部特征一同改动,一定是有先有后。现在咱们知道了,翼龙演化先从头骨、颈椎和前肢开端,也便是从上半身先开端,下半身相对滞后。”
在汪筱林的尽力下,在辽西及周边这块福地上,一系列关于翼龙的发现不断涌现:森林翼龙的发现向世人证明了本来最小的翼龙只要麻雀般巨细,《阿凡达》中飞翔翼兽伊卡兰的“真身”被发现,全身长满毛的热河翼龙为“翼龙是温血动物”供给了有力依据……
唤醒“翼龙伊甸园”
西域襟喉,中华拱卫,哈密自古以来就有“新疆门户”之称。简直寸草不生的无人区里,昂首是无垠的蓝天白云,举目是犬牙交错的风蚀沟谷,偶尔还能瞥见悠远天边边的皎白冰川——全部似乎置身于时刻之外。
2005年,汪筱林的博士导师、中科院古脊椎所古哺乳动物学家邱占祥院士在调查吐哈盆地巨犀化石时,发现了几小块十分破碎的骨骼,既不是巨犀也不是恐龙,怀疑是翼龙。带回北京给汪筱林一看,翼龙无疑。
2006年5月,汪筱林榜初次踏上这片土地,撞入他眼中的不是苍劲的雅丹奇迹,而是戈壁滩上若有若无的一地碎骨。汪筱林预感到,自己的后半生要跟这儿“绑”在一同了。
确实,在尔后的十多年里,哈密戈壁50℃的高温,零下20℃的酷寒,乃至10级暴风下的飞沙走石,都没有阻挠他带领着哈密科考队在戈壁大漠跋涉的脚步。
一辆晃晃悠悠的老旧越野车,是他们不离不弃的同伴。“每天最大的感触便是时刻过得太快了!”早上7点的哈密还在一片熟睡中,他们现已波动在戈壁滩的路上,抵达现场往往现已10点多;静心干上几个小时,已是下午两三点,啃几口馕饼子,继续作业,一晃又到了晚上七八点,等回来市区现已是深夜。
汪筱林说,大面积的户外踏勘,意图是要具体了解化石的散布规模、富集程度和埋藏规则,对现已露出在地表风化破碎的头骨以及其他有科学研讨价值的标本进行抢救性收集。“没有这些根底作业,仅凭命运可发现不了重要化石。”
十几年下来,汪筱林和他的团队“跑”出一组让人欢喜的数字:在哈密区域,翼龙的富集面积为70至80平方千米,每平方米至少存在一只翼龙,也便是说,有上亿数量级的翼龙曾在这儿繁衍生息。这些翼龙还出现出显着的“专一性”,如此巨大数量的翼龙居群都来自哈密翼龙同一宗族,年少的、成年的,雌性的、雄性的……汪筱林及团队的研讨论文相继在国际闻名期刊上宣布,古生物学界将这一效果称为“翼龙研讨200多年来最激动人心的发现之一”。
一个熟睡着的“翼龙伊甸园”逐步被唤醒,一亿多年前的哈密翼龙动物群也得以栩栩再现:气候湿润的土地上,涵养着一个上万平方千米的大型湖泊,湖水清澈,波光粼粼,烟波浩渺的水面上,不计其数只哈密翼龙展翅奔驰;岸边软泥上,翼龙宗族与一同代的恐龙“表亲”,嬉戏游玩其乐融融——“空中霸主”的英姿与柔情尽现。可是,一场湖泊风暴袭来,翼龙肢体被撕裂后快速埋葬,在韶光中逐渐凝结,成为记载生命演化的实证。
经过对许多哈密翼龙头骨的研讨,汪筱林和他的研讨团队发现,哈密翼龙最大的特征是:头骨上有发育显着的头饰。他们以为,不同巨细、不同形状和不同厚薄的头饰是辨别翼龙雌、雄个别的标志。而此前,有专家以为头饰是雄性翼龙独享的特征。许多三维立体保存的翼龙蛋和翼龙胚胎也相继被发现,这也是国际上初次发现这类保存状况的翼龙蛋与胚胎。其间一枚就被收在汪筱林作业室的“宝箱”中:在灰白色的砂岩中,乳白色椭圆形的蛋体跃然其上,稍微洼陷的蛋壳上布满着细细的裂纹,带来一亿多年前的消息。
三维蛋与胚胎化石供给了更多有关翼龙产蛋、孵化等生殖方面的信息。有些发现加深了此前的认知。经过对辽西发现的国际上榜首枚翼龙蛋与胚胎化石的研讨,汪筱林和团队以为,翼龙应该是早熟的物种,也便是说,与今日的鸡鸭鹅相似,翼龙在破壳之后就可以自主进食。可是,在哈密发现的一枚保存有头部骨骼的胚胎化石却推翻了这一认知:对翼龙的下颌进行修补和CT扫描后,并没有找到牙齿的痕迹,而实际上,牙齿比较巩固,一般更简单保存为化石。“哈密翼龙出壳之后或许没有牙齿,在一段时刻内仍是嗷嗷待哺的宝宝。”
这样的依据不是仅有的。在胚胎骨骼保存相对最无缺的一件标本里,哈密翼龙胚胎的股骨现已发育彻底,意味着它们一出生就具有了在陆地上行走的才能;但与此一同,其左右两边的肱骨却还没有发育彻底,而这一结构与翼龙飞翔密切相关。另一件胚胎标本也显现,对翼龙抬升翅膀具有重要作用的肩胛骨发育也不彻底。这些都阐明,翼龙宝宝不是生下来就会飞的。
尽管,翼龙胚胎发育不像之前以为的那么早熟,其生长发育的速度仍是让汪筱林惊叹。“两岁就现已性成熟了,这也从一个方面解说了哈密区域翼龙数量如此巨大的原因。”
这几年,汪筱林和团队翼龙研讨的脚步走得更坚实。在小切口上的深化中,不断丰厚人们对空中霸主的认知。比方,上一年,关于翼龙颚区结构、舌骨演化的多项研讨,为翼龙食性拨开了迷雾。一同,经过对我国翼龙动物群多样性的比照研讨,为复原中生代的古环境弥补了新依据。
即便与翼龙打了这么多年交道,在汪筱林眼中,翼龙仍然有着许多的待解之谜。揭开谜底,将成为他一生的寻求。
倡建“国家地质公园”
从2006年踏入哈密,重磅发现就接二连三,可是汪筱林却把效果“捂”了十年。
十年间,除了继续的调查、维护、修正、研讨外,汪筱林还在四处奔走交流,为名贵的化石设好维护规模,将露出严峻的化石掺胶加固、埋葬。等这些作业做好了,他们才慎重地投出了论文,而且坚持含糊了清晰的发现地址。
“新疆戈壁滩多,玛瑙、奇石也多,许多人都会跑到戈壁滩上捡石头;假如咱们把化石地址露出了,很难确保不会有人在好奇心的唆使下,形成无心的损坏。”
“将化石研讨好、维护好、使用好,给咱们的子孙后代留点儿东西。”汪筱林的愿望很朴素,在他多年的研讨阅历中,常常遇到由于技能或露出原因形成的化石风化、破碎,这让他疼爱不已;而他自己也不时被这样的无法所困扰。所以在许多揭露讲演的场合,他都在竭尽全力地呼吁,文保、资料和工程等各个职业的专家都来为化石维护出谋划策。
汪筱林也在尽自己所能做着尽力。在山东莱阳,汪筱林进行了一项继续5年的试验调查。经过露出一小部分化石,调查环境湿度、温度改变对化石天然风化的影响,然后进行最大程度的躲避。“咱们发现,每年3月是化石产生破碎最严峻的时分,露出在地表的骨骼往往出现毁灭性的粉末状。”那么,埋藏在岩层中的那部分骨骼是否无缺?收集收拾后发现,埋藏在岩石中的骨骼根本没有受到影响。“氧化作用”这一背面真凶被揪了出来。
哈密化石的风化一度让汪筱林很头疼。哈密戈壁干旱酷热,蒸腾量大,盐碱富集,从这儿出土的化石来到北京,“不服水土”,破碎风化显着。为此,汪筱林与上海大学、我国科学院大学和北京科技大学等文明遗产维护团队协作,从理论上下手进行成因剖析,“咱们先搞清楚骨骼和围岩里边什么样的成分会导致许多的吸水,然后对症下药。”
在汪筱林看来,化石维护不能为了维护而维护,维护是为了更好的研讨和使用。因而,在重要化石发现地树立国家地质公园、国家级要点化石维护产地成了他倾慕推进的重要工作。坐落山东莱阳的“白垩纪公园”是他的满意力作之一。在这儿,汪筱林带领科考队发现了奇特的平原恐龙峡谷群以及丰厚多样的地质遗址群。认识到此处遗址维护的重要性,汪筱林主张莱阳市政府赶快申报省级地质公园,为国家地质公园的申报做前期预备。从整体的结构构建,到细节的恐龙装架展陈,汪筱林简直全程参加。终究,一个国家级的包括两个园区、一个博物馆和两个遗址馆的莱阳白垩纪国家地质公园建成敞开。
在汪筱林的推进下,近年来,辽宁向阳上河首鸟化石国家地质公园、内蒙古宁城国家地质公园、哈密翼龙-雅丹国家地质公园也都逐个建成。在汪筱林看来,古生物研讨不是一锤子买卖,不是找几个化石回来发篇文章就万事大吉了。“咱们做古生物研讨,不只要重视曩昔,也要关怀未来。期望凭借咱们的研讨,能让我们了解它们的科学价值,合理维护,而且使用遗址给当地老百姓在旅行、日子、文明方面发明一些时机,助力脱贫致富,谋福子孙后代。”
(原标题:飞龙“捕手”)
来历:北京日报 作者: 牛伟坤
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