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熱河生物群發現己知最小的成年個體翼龍

在遙遠的白堊紀時代,位於我國遼西地區的火山再壹次噴發,濃煙和火山灰籠罩了大半個天空,湖邊的森林燃起熊熊大火,很多陸地生物都匆忙地往安全的地帶奔跑躲避,壹只即將成年的“隱居森林翼龍”也朝著湖邊飛行。這個湖泊很大、很深,它想飛到湖邊安全的地方去,但濃煙和毒氣還是侵襲了它的身體,就在它飛到湖中間的時候,已經中毒的它漸漸體力不支,最終它與在天空中飛行的其他翼龍和鳥壹起跌到了湖裏。

這是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所汪筱林研究員向記筆描述的場景。他向筆者展示壹塊黑色的頁巖,上面有壹副巴掌大小的像鳥的形狀的完整骨架。汪筱林指著化石說,這就是我們發現的“森林翼龍”。

2008年2月12日出版的《美國國家科學院院刊》發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所汪筱林、周忠研究員和巴西科學院的兩位科學家亞歷山大·凱爾勒、戴奧尼斯·坎普斯博士合作研究的論文。報道了發現於我國著名的熱河生物群的壹新的翼龍化石。這件化石被科學家命名為隱居森林翼龍,意為隱藏在森林中的居住者,非常形象地反映了它的樹棲生活方式。隱居森林翼龍的體型嬌小,翼展僅25厘米,大致相當於壹只燕子或麻雀大小,是世界上已知最小的成年個體翼龍化石之壹。雖然新的翼龍看上去如此弱小,全然看不出空中霸主的風采,但是科學家卻認為,它們是那些體型巨大的、進步的鳥掌類翼龍的祖先類群。這件標本來自遼西葫蘆島市建昌縣境內的距今約1.2億年的湖泊沈積的地層中。這裏曾經發現大量魚類、鳥類、帶羽毛恐龍等動物化石,是熱河生物群的重要化石分布區。“森林翼龍的標本大約是在2004年秋天,也就是九十月份前後,我們在遼西野外考察期間,很幸運的在壹堆破碎的頁巖中被偶然發現的,這些頁巖是化石發掘的廢棄物,但是我拿著地質錘隨手對壹片頁巖壹敲,結果頁巖分為兩半,其中有壹半清晰的印著這塊化石。化石體型嬌小,翼展僅25cm,大致相當於壹只燕子或麻雀大小,但幾乎為壹塊完整的化石骨架,保存完好。它的嘴巴尖長,眼睛很大,嘴裏的牙齒已經完全退化消失,毫無疑問屬於無齒的翼龍。”汪筱林邊拿著化石標本向筆者介紹,仍掩飾不住當時發現時的激動。經過數個月的精心修理和兩年多的研究,我們終於可以在博物館看到這件世界上最小的樹棲翼龍了。

埋藏化石的地層,就像壹頁壹頁的紙書寫成的百科全書,它真實地紀錄了當時地球演化的 歷史 和生物進化的過程,而那些組成地層的巖石所反映出來的信息就如同文字,而巖石中的化石就像是書中精美的插圖壹樣。汪筱林說,在野外發掘的時候,盡可能少暴露巖石中化石,這樣才能不損傷標本,然後在實驗室進行仔細的修理,如果骨骼暴露過多,就很容易對化石造成人為的傷害。

“像這樣灰黑色的頁巖壹般形成於深湖、半深湖的靜水環境下”,汪筱林表示,他用壹個臉盆來形象地舉例,當時的湖好像現在的壹個臉盆裏盛滿了水壹樣,這盆水在院子中放著,如同湖泊在自然條件下,水盆上面飄著的灰塵經過十多天以後,就會在盆底形成壹層薄薄的泥,而在這個過程中,或許會有壹些樹葉、蒼蠅、蚊子等掉到盆子裏面,在這些生物死亡後,會沈澱下去,同時,又會有壹些灰塵隨時再往盆子裏面落,然後壹點壹點把蟲子等埋起來,這樣周而復始經過壹定的時間,就會形成厚厚的包含很多生物屍體軟泥,再經過後期長期的壓實成巖等作用,軟泥變成了巖石,而其中的動物屍體則變成了化石。這就是森林翼龍及其所有化石的形成過程。

這塊頁巖是在很深的湖中,也就是靜水條件下形成的。如果在淺湖的地方,會出現波浪,會形成波痕,而這塊巖石並沒有,從組成巖石的顆粒上來看,非常細,而壹般只有在靜水的條件下化石才會保存很完整。而保存完好的化石,幾乎都是在深水湖或者在海洋裏面的靜水環境下,在緩慢的分解過程中,肉體消亡,而骨骼卻遺留了下來。否則,在河流裏面,隨著水流的搬運,骨骼就會破碎掉的。

通過對這條森林翼龍的分析,研究人員證實它原本在湖邊樹上生長,而沈到湖中的森林翼龍在轉化為化石以後,隨著地殼的變化,隨著擠壓和擡升,再經過長時間的風化後,埋藏它的就顯露在地表了。在這個過程中化石本身並沒有太多變化,保存十分完好。

回首在約1.2億年前的白堊紀早期,我們可以想象當時的情形,有壹群玲瓏小巧的森林翼龍在現今中國遼寧省的上空飛翔著,完全沒有空中霸主的卓越風姿,遠遠望去,還以為是小燕子在飛呢。但是它們卻是之後的大型鳥掌翼龍類的祖先。由於體型嬌小的優勢,森林翼龍會很容易地隱藏在樹叢之間,借以躲開大型動物的捕捉。於是漸漸地,這支體態嬌小的族群隨著時間的流逝,慢慢演化成能夠統治天空龐然大物。

隱居森林翼龍復原圖(趙闖繪制)

誠如上文所言,隱居森林翼龍是壹種微型翼龍,翼展僅為25厘米,體型大約是現代蜂鳥的兩倍,它是迄今發現最小的翼龍物種。隱居森林翼龍與體型龐大的捕魚同類相差甚遠,它長著彎曲腳趾,能夠緊緊抓住樹枝。它們生活在白堊紀早期,很可能是以昆蟲為主要食物,被稱為"隱蔽森林的飛行棲息者"。

手掌中的化石標本(作者攝制)

但是科學家卻認為,它是那些體型巨大的進步的鳥掌翼龍類的祖先類群。從2000年至今,汪筱林、周忠和研究員在遼西朝陽、北票、義縣等地區發現了大量翼龍化石,如中國翼龍、朝陽翼龍、飛龍、努爾哈赤翼龍和格格翼龍等,揭示遼西地區是世界上最豐富和最重要的翼龍化石產地。此次森林翼龍化石的發現,證明遼西地區在包括鳥掌翼龍類在內的進步翼龍的進化中起著非常重要的作用,是壹些主要翼龍類群的起源中心。

如同上文,通過分支系統學分析顯示,森林翼龍的系統關系更接近於鳥掌翼龍類,與鳥掌翼龍類組成姐妹群,但也缺少鳥掌翼龍類所具有的頭骨脊突等特征。鳥掌翼龍類包括了大部分進步的白堊紀翼龍類群,如體型巨大的無齒翼龍(翼展往往超過6米)以及世界上最大的風神翼龍(翼展可達10米以上)等。科學家認為,那些個體龐大的鳥掌翼龍類起源於體形嬌小的、沒有牙齒而且頭部無脊突的小型樹棲翼龍。

筆者有幸再壹次近距離觀察了了這件標本。這只像燕子般大小的史前動物,此時靜靜地躺在灰黑色的頁巖中,全身的化石骨架保存得完好而精美,全身的骨骼呈黑色,凸現在巖石上,清晰可見,煞是可愛。它的嘴巴尖長,嘴裏看不到壹顆牙齒,眼睛很大,前翅伸出,後肢舒展汪筱林博士告訴筆者,由於這只翼龍體型如此嬌小玲瓏,發現初期人們還無法判斷其個體發育年齡,是剛剛出生不久的“新生兒”,還是已經成長為“青少年”,或者已經進入成年?後來經過研究發現,這壹新的翼龍化石是迄今為止發現的世界上最小的無齒成年個體翼龍,也是白堊紀最小的翼龍,比此前發現於熱河生物群的未孵化的翼龍胚胎(翼展約27厘米)還要小。