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    新聞動態News

    科學家發現擅攀鳥龍科恐龍化石,翅膀類似蝙蝠

    本周《自然》發布的一篇論文稱,科學家在遼寧省發現的一種擅攀鳥龍科(scansoriopterygid)的恐龍化石,它具有類似蝙蝠翅膀的結構特征。該樣本約有1.63億年的歷史,它進一步證明了:在飛行起源之初,與鳥類親緣關系相近的恐龍曾進化出不同于羽翼的翅膀結構。

    該研究由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員王敏及其同事共同完成。

    Fig.1 Longibrachium的正模標本  圖片來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所

      擅攀鳥龍科(Scansoriopterygidae)亦稱攀龍科,屬于蜥臀目(Saurischia)獸腳亞目(Theropoda)虛骨龍下目(Coelurosauria)手盜龍類(Maniraptora)。一般認為,擅攀鳥龍科是接近鳥類的非鳥類獸腳類恐龍。[1]

    Fig.2 學者于2008年提出的一種演化樹版本(局部)[1]

      擅攀鳥龍科的恐龍普遍體格纖小,是一種微型恐龍,重量大約在200克。它們通常具有如下特征:顱骨短而高、往下彎的下頜、大型的前端牙齒以及長手臂。而其中顯著的特征為:擅攀鳥龍科的第三根手指為長指,而大部分獸腳亞目恐龍的第二根手指為長。[2]

      似鳥恐龍一般都依靠具有片狀飛羽的羽毛翅膀飛行。而擅攀鳥龍科也一般被復原為帶羽的攀樹恐龍,不同的是,它們的羽毛更加原始,呈現出絲狀特征。但是,在2015發現的擅攀鳥龍科奇翼龍(Yi qi)化石卻打破了這一認知[3]:奇翼龍除了羽毛之外,身上還有一種跟蝙蝠類似的膜翼,膜翼由針狀骨——一節長而尖的腕骨支撐。這種膜翼一直是非恐龍的飛行類脊椎動物(如蝙蝠和翼龍)的特征,但是之前在獸腳亞目恐龍中未有發現。


    Fig.3 學者于2014年發現的奇翼龍標本?梢钥吹狡涠瞬恐車4嬷砟そM織,以及絲狀的羽毛結構。[3]

      而在本次研究中,王敏及同事描述了一種名為Ambopteryx longibrachium的擅攀鳥龍科恐龍,它具有類似于奇翼龍的膜型翼和針狀骨。

    Fig.4 Longibrachium的正模標本與描線結構 圖片來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所

      本化石發掘于遼寧省凌源市無白丁村,屬于早侏羅世,燕遼生物群,約有1.63億年的歷史。從化石的結構分析來看,Ambopteryx與其表親有幾個顯著的不同點,包括:Ambopteryx前肢骨較寬,椎骨融合尾巴短,前肢細長且長于后肢等等。

    Fig.5 Longibrachium的局部圖示 圖片來源:中國科學院古脊椎動物與古人類研究所 圖a為頸部與肩帶;圖b為尾椎與尾綜;圖c為左前肢與膜性軟組織;圖d為骨盆與左后肢。

      在恐龍對天空的漫長征服中,它們演化出了各種各樣的飛行措施,可謂八仙過海,各顯神通。而在諸多進化嘗試當中,許多飛行先驅被逐漸淘汰,如翼龍。而結果我們都清楚,鳥類的祖先憑借羽毛翅膀逐漸取得了優勢,成為了長空霸主。

      不過,在羽毛尚未進化完全的時候,那些帶著翼膜的似鳥恐龍卻率先成了恐龍界的萊特兄弟。本次研究發現的Ambopteryx正是它們中的一員。

    Fig.6 中生代部分恐龍的演化對比

      作者表明,在擅攀鳥龍科恐龍和鳥類臨近分化之時,二者的翅膀結構演化產生了顯著變化,因為二者的飛行演化路徑不同。他們認為擅攀鳥龍科恐龍的膜翼和細長前肢可能代表了一次短暫的飛行實驗與進化方向,而在此之后,飛行進化的方向就轉向以羽翼為主了。


    Fig.7 根據復原繪制的擅攀鳥龍科圖片

      此外,在Ambopteryx化石骨盆前方和脊柱腹側留存有約20顆結石和未能識別的骨性碎片。研究人員推測這可能分別是胃石和攝食殘留物。再考慮到擅攀鳥龍科恐龍不尋常的牙齒形態,研究人員認為它們的飲食習慣可能是雜食性的。

      此前,擅攀鳥龍科恐龍的飲食習慣尚不明確,而這些保存完好的胃容物則有可能提供了一些直接的線索。

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