首現(xiàn)恐龍標本竟對成像儀器有大用處
***現(xiàn)恐龍標本竟對成像儀器有大用處,通過BSRF的同步輻射X射線熒光成像,獲得了化石斷面的微量元素分布圖,其中鈦、鍺、錳、鐵等元素的分布與化石的形態(tài)吻合度很***,蘊含著豐富的埋藏學(xué)信息。
***現(xiàn)恐龍標本竟對成像儀器有大用處,下面具體來了解:
繼今年6月底,中外科學(xué)******次公布琥珀中的古鳥類標本后,這個團隊于12月9日爆出一個更加驚人的消息:他們在琥珀中發(fā)現(xiàn)了有史以來***件恐龍標本(尾部)!
琥珀堪稱大自然的博物館。與沉積巖化石相比,琥珀中的動物能夠保留許多與生前幾乎無異的細節(jié)。得益于此,人類終于有機會一睹恐龍的真容。
這項研究由中***地質(zhì)大學(xué)(北京)的邢立達博士與加拿大薩斯喀徹溫省皇***博物館的瑞安·麥凱勒教授領(lǐng)銜研究。論文發(fā)表于《細胞》出版集團旗下的《當代生物學(xué)》雜志。
一棵黑乎乎的“掃帚菜”
2015年秋天,邢立達在一個琥珀商那里看到了這塊琥珀。“他告訴我這里面有棵植物還是什么怪東西,我一看,還真像一棵黑乎乎的掃帚菜。”邢立達回憶道,“我仔細觀察了一下上面的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)了帶有羽枝和羽軸的羽毛結(jié)構(gòu),那這肯定是一個動物啦!”
就這樣,邢立達請單位購入了這塊琥珀,不過那時候他還拿不準,這個標本究竟來自鳥類,還是非鳥恐龍呢?
科學(xué)***團隊獲得這塊標本后,就開始采取多種無損成像和分析手段來研究它。中科院動物所的顯微CT、北京同步輻射裝置(BSRF)的硬X射線相襯CT、X射線熒光成像和X射線近邊吸收譜、上海同步輻射裝置的硬X射線相襯CT等都派上了用場。他們通過對CT數(shù)據(jù)的重建、分割和融合,無損得到了隱藏在羽毛內(nèi)部的尾部脊椎的***清3D形態(tài)。
論文作者之一,中科院古脊椎所研究員徐星仔細研究了標本的骨骼形態(tài),發(fā)現(xiàn)它的尾椎腹側(cè)有明顯的溝槽結(jié)構(gòu),與典型的非鳥虛骨龍類恐龍類似,而區(qū)別于典型的古鳥類;再從羽毛演化角度來看,則可歸屬于基干手盜龍類,介于似鳥龍類與尾羽龍類之間。
就這樣,“掃帚菜”的身份被確定了下來,它是一段來自非鳥恐龍的尾巴。它的背面有著栗棕色的羽毛,而腹面則是蒼白或幾乎白色的羽毛,與很多現(xiàn)生動物一樣,呈現(xiàn)出上深下淺的保護色。尾巴標本很小,即便完全展開也只有6厘米,由此推測那只小恐龍全長也只有18.5厘米??茖W(xué)***給它取名叫“伊娃”。
“我研究恐龍數(shù)十年,并不曾想過,有朝一日能看到如此‘新鮮’的恐龍”,論文作者之一,加拿大皇***科學(xué)院院士,阿爾伯塔大學(xué)教授菲利普·柯里說。
它揭示了很多秘密,又留下了許多問題
伊娃標本上保存了非常精致的羽毛形態(tài)學(xué)細節(jié),包括尾部羽毛與羽囊的排列方式,甚至微米級的羽衣特征。更重要的是,這些羽毛都具有纖細的羽干,長有交替的羽枝和連續(xù)且均勻的羽小枝。“這些特征為羽毛發(fā)育的模型猜想提供了依據(jù),證實羽枝融合形成羽軸時,就已經(jīng)具有羽小枝了。”麥凱勒教授說。
研究團隊還通過BSRF的同步輻射X射線熒光成像,獲得了化石斷面的微量元素分布圖,其中鈦、鍺、錳、鐵等元素的分布與化石的形態(tài)吻合度很***,蘊含著豐富的埋藏學(xué)信息。
中科院***能所副研究員黎剛解釋:“伊娃標本的斷面出現(xiàn)了***度富集的鐵元素,近邊吸收譜分析表明,其中80%以上的鐵樣本為二價鐵,這些是血紅蛋白和鐵蛋白的痕跡。”
不過,伊娃也留下了很多有待科學(xué)***探討的問題。臺北市立大學(xué)運動能力分析實驗室教授曾***維告訴記者,基于目前骨骼形態(tài),還無法判斷伊娃標本是幼年個體還是成年個體。
此外,它沒有掙扎的跡象,也沒有明顯的皂化外觀,很可能在被樹脂包裹時已經(jīng)死去;但標本又沒有明顯的腐敗特征,說明它可能剛剛死亡,是一具相對新鮮的遺骸。至于伊娃標本的死因,目前還沒法斷定,自然死亡或被掠食者捕殺都不能排除,還需要進一步的詳細研究。
在后續(xù)研究中,科學(xué)***還對琥珀進行了納米CT掃描,目前數(shù)據(jù)正在重建階段。
“我們盡量采用無損方式去檢測它。”中科院動物研究所副研究員白明說,“因為這樣的琥珀可遇不可求,目前全世界也就只有這么一塊。”
白明坦言,相比無脊椎動物,琥珀中的脊椎動物更難研究。每一塊包含脊椎動物的琥珀,在重建中都面臨著種種難題。他們?yōu)橐镣拗亟撕芏?D圖片,但是沒能得到可靠性非常***的單個錐體三維形態(tài)圖,因為所有錐體的很多細節(jié)都未保存下來或者呈現(xiàn)為碎塊狀。好在伊娃整體呈現(xiàn)出一種“皮包骨頭”的狀態(tài),科學(xué)***們還是能夠獲得骨骼的整體形態(tài)信息。
琥珀還埋藏多少驚喜?
無論是之前發(fā)現(xiàn)的古鳥類翅膀,還是這次的恐龍尾巴,這些標本都出自著名的琥珀產(chǎn)區(qū)——緬甸北部克欽邦胡康河谷。
邢立達告訴記者,那里曾經(jīng)是一片熱帶叢林,樹木粗壯,分泌的樹脂特別豐富,粘住了很多小動物。***重要的是,這里的琥珀形成于約9900萬年前,保留了白堊紀中期生物的珍貴記錄。這是大多數(shù)琥珀產(chǎn)區(qū)不具備的優(yōu)勢。而比緬甸琥珀產(chǎn)區(qū)年代更為久遠的西班牙、黎巴嫩等產(chǎn)區(qū),則要么產(chǎn)量很低,要么珀質(zhì)不好。
種種原因,讓學(xué)者們的眼光聚焦在緬甸胡康河谷這塊“寶地”。但白明告訴記者,受戰(zhàn)亂影響,再加上當?shù)亻_掘技術(shù)相對落后,這一產(chǎn)區(qū)的琥珀產(chǎn)量近年來嚴重下滑。
除了天然的稀缺性,商業(yè)行為也在大量消耗那些極具科學(xué)價值的琥珀。由于市場更加偏愛質(zhì)地純凈的琥珀,包含內(nèi)容物的部分往往被切割下來,成為邊角料。有些地區(qū)會把這些邊角料作為取暖做飯的燃料;或者磨成粉末,添加進線香等產(chǎn)品;甚至切割成更小的顆粒,填充在枕頭里,據(jù)說有保健作用。
邢立達表示,“伊娃”恐龍化石原本應(yīng)該更加完整,有可能是在挖掘、保存和交易的過程中斷裂,只剩下一截尾巴。
如何保護琥珀,保護這些陳列著滅絕物種的“博物館”,是一個需要全人類共同面對的問題。