琥珀中發現鳥翅膀 人類首見古鳥類真容

羅斯標本

羅斯標本和天使之翼標本的CT重建圖像

提要：緬甸琥珀中保存的反鳥類翅膀為我們提供了一個絕無僅有的機會，讓我們能夠從這些封印在時光膠囊中的動物身上獲取全新的細節。琥珀為這種已滅絕的有齒鳥類提供了有史以來最為鮮活的樣本。它們表明，反鳥類的幼年個體在只有蜂鳥大小的時候就已經具有類似成年鳥類的羽毛，而且羽毛的結構和生長方式都和現生鳥類十分相似。我們可以從標本中看出各個羽毛的位置以及它們是在何處插入皮膚的。這些標本甚至保存了羽毛中最細小的分支(羽支)，而存留的色素表明翅膀底色為深棕色，表面帶有淺色圓點或條帶，底面為淺色或白色。這個項目最讓我們興奮的地方在於，這是第一個同時保存了羽毛和骨骼的琥珀，而且非常確鑿可靠。

新浪科技訊 6月29日消息，中加英美等國的古生物學家和昆蟲學家宣稱，他們發現了有史以來第一批琥珀中的鳥標本，這是人類首次有緣一睹恐龍時代古鳥類的真實面目，對古生物學界帶來強烈的震動。這篇論文發表於著名的《自然》雜誌子刊《自然通訊》(Nature Communications)上，由中國地質大學(北京)的邢立達博士與加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館的瑞安?麥凱勒教授領銜研究。

礦工進入琥珀礦井-攝影李墨

領銜該項研究的邢立達博士和瑞安·麥凱勒教授

琥珀是一種有機物寶石礦物。地質時期的樹脂掩埋於地下，在漫長的歲月中揮發並聚合、固化形成琥珀。琥珀中常常保存有古昆蟲或古植物，而蜥蜴之類的脊椎動物則極為罕見。琥珀與古生物的觸電，是科幻電影《侏羅紀公園》。影片中約翰?哈蒙德博士在研究恐龍的過程中發現一隻吸了恐龍血又被困在樹脂化石中的蚊子，他從蚊子體內的恐龍血中提取出DNA，複製出了真正的恐龍，並建成一個恐龍「侏羅紀公園」。

「我從來沒有奢望過我們能在琥珀里發現白堊紀的鳥類——獸腳類恐龍的後裔，」邢立達博士回憶其首次看到這些標本的情形仍難掩激動，「但它們就真真切切地出現在你面前，我才意識到這是人類首次有機會看到真實的古鳥類。」此次的標本包括了兩個鳥類的翅膀和部分軟組織。

此前，我們對白堊紀鳥類的了解僅限於化石記錄，雖然中國遼寧等地那極為細膩的沉積岩包括羽毛的印痕等豐富的細節，但琥珀中的古鳥類標本則是直接來自動物本身，由於沒有經過化石化作用，因此保存極為完好，具有與生前幾乎無異的細節，對研究古生物演化的科學研究者們而言，這些材料是夢寐以求的素材。此次描述的標本來自著名的琥珀產區之一，緬甸北部克欽邦胡康河谷。最早有關緬甸琥珀的記載見於中國漢朝的文獻，但對其內含物的研究歷史僅僅大約100年。

中國科學院動物所副研究員白明博士對記者表示，研究團隊獲取標本之後用了多種手段檢驗其真偽，包括最基本的熒光反應，以及同步輻射、微CT等手段。「一致的熒光色證實兩個標本的各個部分都是原始材料，未經切割和改造。當然，更簡單的辦法是我從其中觀察到如今已經滅絕的昆蟲，這是非常重要的直接證據。」白明博士說道。

天使之翼

「這兩件標本距今約9900萬年前，來自白堊紀中期諾曼森階，我們將其稱之為『天使之翼』與『羅斯』標本」，瑞安?麥凱勒教授介紹說，「標本非常小，天使之翼展開後為18毫米，而羅斯只有12毫米，這極小的尺寸、骨骼的發育情況、各指的比例，都表明標本為早熟性的幼鳥。」

中國科學院古脊椎所的鄒晶梅研究員和王敏副研究員認為，基於重建的3D數據，可以觀察到兩件標本的骨骼形態學、比例和羽毛特徵大致相似，都屬於典型的反鳥類。目前我們暫時將它們歸為同一個物種，但發育後的成體可能會有很大的變化。

反鳥類是白堊紀出現的一類相對原始且十分特化的鳥類，其肩帶骨骼的關節組合與現生鳥類的相反。反鳥類和今鳥類是鳥類演化的兩個主要的譜系。反鳥類繁盛於白堊紀，滅絕於白堊紀末期，被認為是鳥類起源之後第一支成功實現全球性輻射的譜系。今鳥類是鳥類向現生鳥類演化的譜系，包括所有現生鳥類及其祖先類群。兩者組成了中生代鳥類中進步的、有主動扇動翅膀飛行能力的兩大姐妹類群。中國遼寧西部地區發現了非常豐富的鳥類化石，其中多半都屬於反鳥類，如華夏鳥、波羅赤鳥、中國鳥、始反鳥、長翼鳥、原羽鳥、長嘴鳥等等。

國際古生物協會前任主席、英國布里斯託大學的邁克爾?本頓院士介紹道，這些反鳥類幼鳥標本已經具有了現代鳥類的羽毛類型，讓我們得以從細微的角度觀察到反鳥類幼鳥的羽毛生長方式，鳥翼骨骼形態學，以及羽囊、羽區和裸區等，這些細節皆是前所未見的。

天使之翼標本_羽毛的色素帶

天使之翼標本_紫外線下的流紋

天使之翼標本保存較好，包括了橈尺骨、掌骨、指區，以及多種不同形態的羽毛。手指共3根，指式為2-3-1，明顯區別於三指型非鳥獸腳類的指骨排列方式(2-3-4)。羽毛包括9根高度不對稱的初級飛羽，還能觀察到5根次級飛羽的基幹部分。小翼指有3根羽毛，形態區別於前述的羽毛。此外，覆羽區至少包括了3排廓羽。

雖然兩件標本的翅膀乍一看都接近黑色，但在各種光照條件下進行的宏觀和微觀觀察之後，我們發現天使之翼標本是以黑色為主的胡桃棕色，而羅斯標本的大部分區域則呈現出更深的棕黑色。兩件標本的廓羽顏色從略淺于飛羽的顏色過渡到銀色或白色。

這麼小的鳥兒骨骼上的羽毛完全發育，這是一種幼鳥中存在的早成性或超早成性現象。這種特性使得幼鳥出殼後很快便能獨立取食。但這兩件標本中的鳥兒很顯然還沒有撐到成年。論文作者之一，台北市立大學運動能力分析實驗室的曾國維教授告訴記者：「天使之翼標本中的雙向爪痕，標本四周的大量腐敗物，以及裸區暴露出的皂化外觀，都表明標本至少在被樹脂部分包裹時還依然活著，其大部分腐敗過程在無氧環境中發生。而羅斯標本則沒有這些特徵，說明它很可能來自一具屍體，在其接觸樹脂前就已經完全腐敗。琥珀內沒有大量腐敗物和掙扎痕迹也可能是某種行為學的結果：掠食者撕下了鳥的翅膀，但沒有食用，而是將它丟棄。」

「標本雖小，但極為難得，從某種意義上講，它們是世界上最小的恐龍，其體長只有3.5厘米。」中國科學院古脊椎所的徐星研究員評價道，「標本表明反鳥類似乎已具有現生鳥類的大部分羽毛類型，在羽毛的排列方式、顏色和微結構上都非常相似。這是我們首次在如此大規模的細節上去了解反鳥類。」

對於本研究，大眾最關心的問題則是能否復活琥珀中的古生物？

「這個問題的核心是DNA的半衰期」，邢立達博士解釋道，「一個死亡生物的DNA核苷酸骨架之間的化學鍵半數降解掉所需的時間大約是521年，這個數字在極端環境下會有變化，比如永凍土中的猛獁象有不少標本能提取到DNA片段，但是，此前報道的數千萬前的古DNA還存在很大爭議，緬甸琥珀標本的年齡近1億年，即便使用超高靈敏新一代DNA測序技術也幾無可能獲得有價值的DNA片段，因此電影《侏羅紀公園》中恐龍場景目前依舊只能留在科幻里。」

不過，邢立達博士透露，目前研究工作還在繼續深入中，研究團隊獲取了一批琥珀中脊椎動物的標本，正在緊鑼密鼓地進行研究。「最終我們會看到一個強多樣化的東南亞白堊紀中期脊椎動物群，這將是一個極其美妙的未來。」

該研究項目得到了中國國家重點基礎研究發展計劃(973計劃)、中國國家自然科學基金、加拿大自然科學和工程研究理事會、美國國家地理學會、德國洪堡基金等十餘個項目的資助。