翼龍——中生代的空中霸主(二)
保存在蛋化石旁邊——安能辨我是雄雌?
2011年我們在美國《科學》雜誌上報道了一件極為罕見的翼龍蛋與母體保存在一起的化石,這在翼龍化石記錄中亦屬首次。
-和蛋保存在一起的雌達爾文翼龍化石骨架(左)及蛋部分放大(右)-
從化石的骨骼構造上看,母體為達爾文翼龍,不幸的是她的左前小臂已經折斷。發育完好的蛋殼顯示:這位翼龍媽媽準備下蛋時,因經歷意外事故受傷而死。這一凝固的瞬間很可能是1.6億年前一次火山噴發造成的。
科學家通過研究這件化石發現:雌性翼龍生有相對較大的腰帶(其解剖位置相當於人們常說的盆骨)以容納輸卵管;其薦椎的薦肋與腸骨不癒合,因此有利於產蛋;在外觀上,雌性翼龍沒有頭骨脊(頭冠)。
雄性翼龍則有發育非常好的頭骨脊,因而顯得華麗而霸氣;它們的骨盆較小,薦椎的薦肋與腸骨癒合。
更為難得的是,這件化石還提供了關於翼龍生殖方面的信息。比如翼龍類的蛋相對較小且有軟殼,類似於某些蜥蜴、蛇及龜鱉類的軟殼蛋,是典型的爬行動物的蛋,不同於鳥類和恐龍所產的相對較大的硬殼蛋。
性別是生物最根本的屬性,但由於化石保存的不完整性,根據以往的化石記錄,研究人員很難鑒別翼龍標本的性別。
但是這枚蛋和母體保存在一起的化石卻給科學家提供了為翼龍類、甚至其他爬行動物做性別鑒定的直接證據,這實在是我們科研經歷中的一件幸事,也是翼龍研究的一個重大進展。
此外,這一發現還徹底解決了困擾科學家100多年的難題——翼龍頭上那個獨特而鮮艷的頭骨脊究竟有什麼作用?
通過對這件翼龍化石的頭骨脊進行分析,研究者認為雄性的頭骨脊大概是用來恐嚇對手或吸引異性的。
-雄翼龍的頭骨脊可用來恐嚇對手或吸引異性,復原圖(趙闖 繪圖)-
翼龍性別鑒定的嘗試很可能導致翼龍分類位置的改變,原來被定為兩個種的翼龍,很可能是同種的雌雄個體而已;相關研究方法很可能也會對翼龍以外的古動物分類鑒定產生影響。
令人欣喜的是,2014年在我國的哈密地區也發現了翼龍蛋和一起保存的雌雄翼龍骨骼化石,這些蛋均為立體保存的軟殼蛋。該化石的發現也驗證了我們此前對於同種不同雌雄個體的推測。
空中利劍——莫干翼龍
莫邪、幹將是我國神話傳說中的一對寶劍,用「莫干」二字為翼龍冠名,是因為其上下頜外形狹長,好似兩把長劍,而且其頭骨脊酷似劍柄。
莫干翼龍是一種大型翼龍,頭顱骨長約95厘米,是目前已知的有牙齒翼龍類中最長的頭骨。它們的牙齒細長尖銳,有62顆之多,足以證明:捕魚對它們來說就是小菜一碟。
此外,莫干翼龍還生有氣勢恢宏的雙翼,據估計翼展至少5米,甚至可能超過7米,比目前世界上最大的鳥——皇家信天翁——的翼展(3.5米)寬出整整一倍,完全可以與目前已知的世界上最大的鳥化石——桑氏偽齒鳥(翼展達7米)相媲美。
-起飛中的莫干翼龍,復原圖(趙闖 繪圖)-
「大手小腳」的捕魚獵手——振元翼龍
振元翼龍是目前世界上保存最好、最完整的鳥掌翼龍類化石,生有非常發達的前肢和非常小的腳部。
它的最大翼展可達4米,與現生的漂泊信天翁翼展大小相當;更奇特的是,別看振元翼龍的腳只有5厘米長,但頭的長度卻超過半米,頭頂的眼前上方還生有大的頭冠;上下頜分別生有86枚牙齒,前面的牙齒強大、彎曲而尖銳,非常適合捕魚。
-振元翼龍化石骨架標本-
這番模樣比較「雷人」是嗎?別急,自然自有其法,長成這樣也是有原因的。
從振元翼龍相對弱小的腳來看,它們基本不在陸地上行動,終其一生差不多都在空中飛或者貼近水面飛行以掠食魚類,或者用強有力的前爪抓住樹枝或者降落到懸崖上,再憑藉風的力量起飛。
-在崖壁上準備「御風飛行」的振元翼龍,復原圖(趙闖 繪圖)-
長尾巴的蛙嘴龍類
蛙嘴龍,顧名思義,就是嘴部又寬又扁、狀如蛙嘴,但嘴裡長有尖銳的釘狀牙齒。其實,蛙嘴龍類的學名為Anurognathids,意為無尾頜翼龍,也就是說,最初命名時認定它們的特徵之一是「沒有尾巴」。
然而最近幾年,研究人員在我國遼西及其周邊地區發現了有長尾巴的蛙嘴龍類——木頭凳樹翼龍,這一新發現為我們重新認識這類翼龍提供了重要的信息。
蛙嘴龍類一般個體較小,體型類似蝙蝠,尤其是無尾的類群更像蝙蝠。它們生有較大的眼眶,據此推測它們可能經常在夜間活動或覓食昆蟲。
同時代無尾(短尾)類型的寧城熱河翼龍和長尾類型的木頭凳樹翼龍分別適應於不同的生態環境,長尾類型可能更適於白天在相對空曠的地域尋找食物,常棲息於懸崖峭壁或者相對寬闊的地帶;而短尾類型可能更適合在夜間尋找食物,常棲息於洞穴或樹林中。
-正在覓食的木頭凳樹翼龍,復原圖(趙闖 繪圖)-
晚侏羅世的使者——東方頜翼龍
雖然無論在種類、數量還是保存狀態上,我國遼西及其周邊地區早白堊世的翼龍化石在世界上都首屈一指,但是侏羅紀翼龍化石仍然相對較少,尤其是晚侏羅世晚期的翼龍化石更是稀少。
朝陽東方頜翼龍是遼西及其周邊地區目前已知的第一件晚侏羅世晚期的翼龍標本,為研究遼西地區喙嘴龍類的演化提供了重要信息。
其下頜吻端構造介於船頜翼龍和德國晚侏羅世的喙嘴龍之間,但是更接近喙嘴龍,從其嘴裡長著強大而尖銳的牙齒來看,似乎主要以魚類為食。
朝陽東方頜翼龍的翼展約1.1米,是目前遼西及其周邊地區發現的最大的喙嘴龍類翼龍。它的發現填補了中侏羅世至早白堊世之間翼龍化石的空白,也為將來在遼西地區上侏羅統地層中尋找更多翼龍化石提供了依據。
-朝陽東方頜翼龍,復原圖(趙闖 繪圖)-
結語
我國目前已發現的翼龍化石約12科,近50個屬,幾乎佔全世界已知翼龍屬的一半。
我國的翼龍化石主要發現於四川自貢、新疆準噶爾盆地和哈密地區、甘肅慶陽、山東萊陽和蒙陰、河北青龍、內蒙古道虎溝、遼西以及浙江臨海等地,時代從中侏羅世到晚白堊世。
但在我國上三疊統到下侏羅統地層中還沒有發現翼龍化石,關於翼龍起源和早期演化等研究仍缺少化石依據。
然而,我國上三疊統到中侏羅統的陸相地層比較發育,尤其是中原地區,這裡很有可能在早期翼龍化石的發現上獨得先機,甚至有望發現翼龍的祖先類型。
我們相信,隨著研究的不斷深入,新的翼龍屬種將陸續被發現,我國或可成為世界上翼龍化石最豐富的國家。
除署名外,圖片均由作者提供
作者單位:中國地質科學院地質研究所
本文為《大自然》2015年第4期原創作品
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