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来自中国河南省的史前巨龟化石蛋揭示了里面的婴儿

在中国发现的一个蛋化石带来了一个惊喜:一只史前巨龟的宝宝。插图:MASATO HATTORI

在中国发现的一个蛋化石带来了一个惊喜:一只史前巨龟的宝宝。插图:MASATO HATTORI

白垩纪时期的蛋化石,里面有一个罕见的龟胚胎。摄影:柯玉政

白垩纪时期的蛋化石,里面有一个罕见的龟胚胎。摄影:柯玉政

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(译者:静静子):产下这枚卵的乌龟的壳,长度可能和一个人一样高,它们曾与恐龙一起在地球上漫步。

2018 年夏天,古生物学家韩凤禄和江海水站在中国河南省的一个农民家里,低头仔细端详着一盒圆形的岩石块。这位农民在内乡县他家附近收集来了这盒宝藏,内乡县以恐龙蛋而闻名。其中的一颗石球引起了科学家们的注意,这块化石的大小和形状与台球一般,与此前见过的任何恐龙蛋都不一样。

武汉的中国地质大学的韩凤禄和江海水最初认为这颗蛋可能来自一种新的恐龙物种,但经过仔细的分析,发现情况更为罕见,藏在蛋化石里的是一种已灭绝的巨型龟类的遗骸。

根据发表在《英国皇家学会学报B》上的一项新研究 ,新发现的化石属于一种已灭绝的陆栖龟类,被称为 nanhsiungchelyids 。这个种群规模一度非常巨大,并在白垩纪(从 1.45亿年到至6600 万年前)与恐龙在地球上并存。研究小组估计,产下这枚化石卵的乌龟是迄今为止已知最大的龟之一,其体型异常庞大,龟壳的长度可能与一个普通人的高度差不多。

“无论如何,这些都不是小乌龟。”这项新研究的作者、加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学的古生物学家Darla Zelenitsky说。

要发掘任何生物的化石胚胎都很不常见。随着时间的推移,未发育完全的动物的脆弱组织和骨骼很容易分解。Zelenitsky 说,龟胚胎甚至比恐龙胚胎更为罕见,部分原因可能是因为大多数龟类的蛋很小,壳也很薄。迄今为止被发现的龟胚胎化石屈指可数,并且它们的保存完好度之低,让科学家无法将其归类进龟类的物种族谱中去。

这个新发现的化石胚胎帮助研究小组辨认出了属于同一种群的其他龟卵,为了解它们古老的筑巢行为和如何进化适应提供了一个窗口。

丹佛自然科学博物馆古脊椎动物学副馆长Tyler Lyson(不属于该化石研究小组)表示,虽然从单个化石中能得出的结论有限,但这一古老龟胚胎的发现是一个有希望的迹象,表明还有更多的东西等待揭开,“一切只是时间问题。”

重建小乌龟

韩、江二人第一眼见到这颗化石蛋的时候,一对细长的骨头从一侧的裂缝中探出,这是唯一的线索,暗示着化石里有不寻常的宝藏。这位农民同意让科学家们拿走这枚蛋进行研究,还带他们来到了发现这颗奇怪蛋化石的地点。韩凤禄在邮件里写道,他们在这个地方还发现了其他几个化石,但很遗憾这些化石经历了几千万年的风霜后,并没有很完好地保存下来。

回到实验室,研究人员用微型计算机断层扫描(CT)扫描了农民捡来的这颗蛋,利用X 光线观察该化石光滑的岩石表面之下的结构。CT图像显示蛋内有一团脱节的骨头。为了理清这些杂乱无章的构造,该团队在三维空间中重建了每块骨头,然后组装了一个虚拟的微小骨架。

洛杉矶加利福尼亚州立大学专门研究胚胎的爬行动物进化生物学家Raul Diaz(未参与该项研究)说,总体而言,这一胚胎与现代龟惊人地相似。他指出胚胎的扁平肋骨,随着龟成长形成保护壳的底层结构,肋骨会变硬并扩展开来。“要我说,这与我平时在实验室中看到的几乎没有区别。”

不过,有一些关键特征有助于识别出古龟这一种群。例如,Zelenitsky 说,nanhsiungchelyids的上颚骨便有着显著特征,它略呈方形,后缘呈锯齿状。

坚硬的蛋壳

这一龟卵最引人注目的特征,或许是它坚固的外壳。不同于其他龟类的蛋,它的壳足足有 2 毫米厚,而常见的龟蛋壳往往像纸一样薄。从海龟粗糙皮革质感的蛋,到加拉帕戈斯象龟的坚硬的蛋,现代龟的蛋壳厚度也各有不同。但根据研究小组的数据,新发现的龟蛋外壳比加拉帕戈斯巨人之一的象龟的外壳还要厚约四倍。

古龟形成坚硬的蛋壳的确切原因尚不明确,厚度可能是对当时干旱气候的一种适应,这是根据在与蛋化石相同岩层中发现的植被推断出来的。厚壳可以减少蛋的水分流失,或者如果古龟将巢穴挖在很深的地下,厚壳更不容易破裂。

不管厚壳的作用是什么,Zelenitsky说,“我不知道小乌龟是怎么孵出来的。”新生的乌龟在试图破壳时肯定得非常用劲地弯曲和伸展四肢。

和恐龙一同灭绝

nanhsiungchelyid龟在陆地上生活和筑巢,这可能导致了它们的消亡。大约 6600 万年前,当一颗巨大的小行星撞击地球时,该种群与所有非鸟类恐龙一起灭绝了。撞击释放出的能量将灼热的岩石抛向天空,点燃了大片土地。“地表上的一切都被煮沸了。” Lyson说。

但他说,“大多数龟类都能顺利度过”灭绝,这包括水生的河龟,它们是 nanhsiungchelyids 的亲戚,它们习惯生活在水下,这可能使它们免受小行星爆炸的影响。饮食可能也是龟类死亡的原因之一,因为 nanhsiungchelyids 是严格的素食动物,如此有限的食物范围使它们很难在撞击后的世界中觅食。

撞击过后,再也没有看到像nanhsiungchelyids这样的龟卵蛋壳,研究人员认为厚壳可能不适合环境的急剧变化。但要想弄清楚厚壳消失的确切原因,还需要更多的信息。

新奥尔良路易斯安那州立大学的进化生物学家Emma Schachner(非研究小组成员)说,这一新的研究也表明古生物学如今已发展到了多远。在不破坏化石的情况下,过去的科学家只能研究其外观,但现在,可以重建一整个数字世界。“在我看来,这个模型绝对是它的与众不同之处。”她在谈到这项新研究时说。

然而,这项工作也表明,关于古代龟类还有很多需要了解的地方。Lyson说,与极富魅力的恐龙相比,投入时间研究古龟的研究人员要少得多。但是龟类很神秘,“它们的身体结构与任何其他动物完全不同。”他说。

他希望,像这只龟胚胎化石这样的发现,能激发新一代人研究这些稀奇古怪的生物是如何存在的。他说,我们需要的是“更多优秀的龟化石工作者”。




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