“华丽羽王龙”的发现与研究故事

华丽羽王龙的头骨化石,臧海龙摄

羽王龙为何长羽毛?

羽王龙属于暴龙类。这一类群的成员一般体型巨大,最著名的代表是生活在北美白垩纪末期的霸王龙。2004年,徐星课题组发现了一种很小的恐龙,大概1.6米长,跟一个正常人差不多,这种被他们命名为帝龙的恐龙也属于暴龙类,表明晚期的大型暴龙类恐龙是从小型暴龙类演化而来的。值得一提的是,帝龙全身长有羽毛,可能是用来保暖的。从小型暴龙向大型暴龙演化过程中,会发生什么呢?我们知道,生活在热带的大型哺乳动物,比如大象,为了有效地散热,会蜕去身体上的毛。霸王龙等大型暴龙类生活的白垩纪晚期,气候温暖。所以,它们很可能也会像大象那样,蜕去身体上的羽毛。由于这个原因,科学家们一般认为,虽然小型的暴龙类长有羽毛,但大型恐龙身体上没有羽毛。

华丽羽王龙第一次证实:这么大的恐龙,也是长羽毛的。

徐星介绍说,华丽羽王龙之所以发育羽毛,很可能与白垩纪早期的气候有关。

2007年,在中科院古脊椎所做博士后的法籍学者Romain Amiot,是专门搞地球化学的,他与中科院地质与地球物理研究所王旭等合作进行“东亚地区恐龙氧同位素揭示早白垩世寒冷的气候”的研究。他们采集的分析样品来自恐龙、似哺乳爬行动物、鳄类、龟类和鱼类化石的牙齿和骨骼。通过氧同位素的分析,对亚洲地区早白垩世的大气温度进行了恢复,研究结果显示:恐龙生活的时期不全是温暖的气候,至少在早白垩世的某些阶段,比如,在距今约1.25亿年前,著名的热河生物群繁盛的时期,我国东北地区的气候与今天相同纬度地区的气候大致相当,为温带气候为主,冬天寒冷。因此,这一时期热河生物群应当生活在一个较为寒冷的温带气候中,恐龙、鸟类和哺乳类的羽毛或者毛发能够帮助这些动物在冬天保持活力。

在寒冷的冬季,羽毛能够帮助华丽羽王龙减少热量的散失。这种现象类似我们熟悉的猛犸象和披毛犀,为了适应寒冷气候,它们的身体表面长有厚厚的毛来保暖。

世界独有“热河生物群”

十分有幸,在一亿多年之后,通过化石,我们还能够欣赏到华丽羽王龙那么漂亮、那么细致,堪称栩栩如生的羽毛。

王烁说,这要感激大自然的恩赐,让它们拥有世界独有的“热河生物群”。

承德避暑山庄是旅游胜地,游客每每在热河泉的“热河”石碑前摄影留念。其实,翻开20世纪早期的中国地图,是有一个热河省的,其行政区划包括今辽宁省西部和河北省北部地区。在1923年出版的《中国地质学》中,美国地质学家葛利普把当时热河省凌源县附近含化石的地层称为“热河系”。随后,又将这套地层中所产出的动物化石组合命名为“热河动物群”,这是对辽宁西部中生代地层和化石的最早定义。1962年,我国古生物学家顾知微将我国东北含狼鳍鱼化石的沉积岩层称作“热河群”,并将以东方叶肢介三尾拟蜉蝣狼鳍鱼组合为代表的化石群命名为“热河生物群”。

虽然热河省早已封存在历史的档案里。但是,“热河生物群”的名字却一直享誉海内外古生物学界,被科学家们形象地称为“中生代的庞贝城”。

意大利沙诺河畔的庞贝古城,在维苏威火山喷发中毁于一旦。1700多年之后,当人们再次发现它,当时古城里的人和物等一切的生活原貌,永远地凝结在厚厚的火山灰当中。热河生物群精美绝伦的化石,也形成于数次大规模的火山喷发中,它与庞贝古城如出一辙。

距今1.2亿年前的白垩纪早期,是绝大多数陆地被海水淹没的中生代。在如今我国北部、蒙古大部、西伯利亚等地,山清水秀,湖泊星罗棋布,水系纵横,植被茂密。干湿交替的季节变换为各种生物的生长创造了条件,成为各种古生物繁衍生息的乐园。由此形成了独一无二的中生代古生态系统。

中生代也是一个大地构造异常活跃的阶段。伴随着热河生物群的发展演化,辽西地区的火山异常活跃。突然一声巨响,火山怒吼、大地震颤,大量的火山灰和岩浆喷发而出,遮天蔽日,一瞬间就将地面和水中的一切埋葬!

频繁的火山喷发及森林大火释放出大量有毒气体。由于这些毒气的密度比空气大,在古生物生活的近地面聚集形成毒气体层。大量的动物因为窒息和中毒而死亡……

王烁说,热河生物群是世界第一大古生物化石聚集地。它对化石精美的保护程度,世界任何一个化石产地,也没有这么集中地出现过。各个化石都十分精美,鱼虾、乌龟、蜥蜴的化石,甚至蜥蜴的肚子里还有孕育的小蜥蜴!满洲鳄的肚子里,还有没消化的食物。凌源潜龙的嘴是张着的,正叼着一条狼鳍鱼,它捕鱼的那一瞬间,就被埋葬了。秀丽郝氏翼龙,嘴咬着自己的翼指骨,保存了动物死亡时痛苦挣扎的状态。寐龙则保持了睡觉时的姿势。数十只鹦鹉嘴龙死在一处,反映了灾难的突如其来,各种动物来不及躲避,难逃死劫。

这是快速埋藏,火山爆发,一瞬间就定格了。火山爆发的是页岩,动物被毒气熏死,它是一个大湖,像青海湖一样。天上飞的掉到水里,地面和水中的动物被沉积物,一层一层拍到水底。页岩和火山灰把它压实,迅速地,一层一层的,迅速埋藏,没有空气。这种特殊的埋藏环境,使得动物尸体在缺氧的状态下避免快速腐烂,以至于很多化石都保存了羽毛、皮肤等精美的细节。

而且,它是个静水水体,这个非常关键!它不是河,河就将尸体冲散了。一直到形成石化的时候,这个水面都没有动过。这种动作的组合,在世界上是非常难得的。把所有的巧合都放在一起了。这是很难很难出现的。所以,在化石保存的数量上、多样性上、精美程度上,热河生物群是最高的,独一无二的。





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