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骨骼與石頭:古脊椎動物學與香港地質

香港大學古脊椎動物學家文嘉棋博士

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大家好,我是香港大學地球科學系的古脊椎動物學家文嘉棋。我專注研究恐龍,特別是食肉恐龍和鳥類的起源。在這系列的文章中,我會分享全球各地令人振奮的古脊椎動物新聞,以及有趣的香港地質學新消息。期望我們能結伴同行,可以透過 Twitter@PalaeoPittman 找到我。希望大家喜歡!

白堊紀琥珀保存羽翼長成的雛鳥

《侏羅紀公園》在戲院上映的時候,我年僅八歲,但至今仍記得,在九龍一家冰寒徹骨的戲院中,坐在第一排的我被迅猛龍所驚嚇。這是一部出色的電影,正如大部分觀眾的想法一樣,藉由一隻保存在琥珀中的蚊子,將一頭非鳥類恐龍(雀鳥為鳥類恐龍)帶回現實生活的構思實在可怕──對於非常熟悉這類昆蟲的香港人尤甚。然而,由於保存像去氧核糖核酸(DNA)等生物性化學物質極之困難,故此該情況並不大可能發生。在石化作用之下,它們通常都在相對上較為年輕的岩石中,以極小分量不完整地保留下來。古生物學家並未普遍接受石化恐龍DNA存在的看法,這固然使像我一樣,頗希望看見一隻活生生猛禽在(安全)圍欄內奔走的人感到失望,不過,琥珀化石依然令人驚奇。

圖1:以X光電腦斷層掃描復原的白堊紀中期雛鳥翅膀,展現其骨骼、軟組織和羽毛基部。實心白色箭號標示附於前肢的主翼羽,實心白色箭頭標示附於臂尺骨的副羽,空心黑色箭號標示覆羽的基部,空心白色箭號標示小翼羽毛的基部。後面的軟組織膜稱為(後)翅膜。比例尺為5毫米。

據我們所知,在琥珀中保存下來的昆蟲和蜥蜴幾乎都跟牠們被樹液封存那刻一模一樣,不少這類化石在緬甸邊境地區找到。一隊國際科學家最近更為目前的收穫加添一項耀目珍品──雛鳥!X光電腦斷層掃描影像(即類似你躺進後醫生以非入侵方式透視你身體內部的機器)把這些鳥類的骨骼結構呈現眼前(圖1),並由此確定牠們為反鳥類(圖2),這類雀鳥來自一支在白堊紀末期滅絕的譜系。


圖2:被樹膠粘住的反鳥類想像圖。

這些新發現化石的特別之處是保留了原始軟組織及羽毛細部(圖1及圖3),顯示前肢骨之間附有羽毛的皮瓣(亦即可在雞翼上看到的翅膜)(圖1),並展示可在現代鳥類身上找到,排成一列列(束)的羽毛(圖1及圖3)。


圖3:白堊紀琥珀保存的早熟反鳥類雛鳥翅膀。(A)翅膀照片,附有相對於爪子位置的紅色箭號;(B)展示一排排羽毛(白色箭號)的解說繪圖。比例尺為2.5毫米。

這些新發現的化石來自白堊紀中期,當時的鳥類在物種、身體形態和生態學上已達至高度多樣性,出現一些像水鳥等專化鳥類,具牙齒的頜部已演化為喙。現時已知道早期的飛行狀況不及現代鳥類,再了解其軟組織結構後,新發現讓我們得以重組更多早期鳥類的飛行細節。新化石亦可確定,不同早期鳥種之間像現代鳥類般存在相異的生長策略。化石顯示,所保存的為早熟雛鳥,亦即在孵化後幾乎能立刻飛行,現代的早熟鳥類包括營冢鳥和鴨。相比而言,晚熟鳥類出生後不能自立,在自行離巢之前,須在巢中逗留較長時間;現代的晚熟鳥類包括燕雀類,例如麻雀這種可在全港找到的咖啡色小鳥。縱使未能保存DNA,白堊紀的琥珀仍然奇妙,它的確能保存恐龍,即使那只是我們稱為鳥類的有羽獸腳類。然而,誰說得準呢?說不定日後會在琥珀中發現非鳥類恐龍。且讓我們拭目以待。

 

資料來源:

1. 圖1及圖3:邢立達 2016. 緬甸白堊紀琥珀保存的早熟反鳥類雛鳥翅膀,刊於《自然》雜誌子刊《自然通訊》7:12089 DOI: 10.1038/ncomms12089 。

2. 圖3:由香港藝術家張宗達提供。

 

 

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