细胞-当代生物学：琥珀中的恐龙标本

Sun

继今年6月底，中外科学家首次公布琥珀中的古鸟类标本后，这个团队于12月9日爆出一个更加惊人的消息：他们在琥珀中发现了有史以来第一件恐龙标本（尾部）！

琥珀堪称大自然的博物馆。与沉积岩化石相比，琥珀中的动物能够保留许多与生前几乎无异的细节。得益于此，人类终于有机会一睹恐龙的真容。

这项研究由中国地质大学(北京)的邢立达博士与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆的瑞安•麦凯勒教授领衔研究。论文发表于《细胞》出版集团旗下的《当代生物学》杂志。

一棵黑乎乎的“扫帚菜”

2015年秋天，邢立达在一个琥珀商那里看到了这块琥珀。“他告诉我这里面有棵植物还是什么怪东西，我一看，还真像一棵黑乎乎的扫帚菜。”邢立达回忆道，“我仔细观察了一下上面的结构，发现了带有羽枝和羽轴的羽毛结构，那这肯定是一个动物啦！”

就这样，邢立达请单位购入了这块琥珀，不过那时候他还拿不准，这个标本究竟来自鸟类，还是非鸟恐龙呢？

科学家团队获得这块标本后，就开始采取多种无损成像和分析手段来研究它。中科院动物所的显微CT、北京同步辐射装置（BSRF）的硬X射线相衬CT、X射线荧光成像和X射线近边吸收谱、上海同步辐射装置的硬X射线相衬CT等都派上了用场。他们通过对CT数据的重建、分割和融合，无损得到了隐藏在羽毛内部的尾部脊椎的高清3D形态。

论文作者之一，中科院古脊椎所研究员徐星仔细研究了标本的骨骼形态，发现它的尾椎腹侧有明显的沟槽结构，与典型的非鸟虚骨龙类恐龙类似，而区别于典型的古鸟类；再从羽毛演化角度来看，则可归属于基干手盗龙类，介于似鸟龙类与尾羽龙类之间。

就这样，“扫帚菜”的身份被确定了下来，它是一段来自非鸟恐龙的尾巴。它的背面有着栗棕色的羽毛，而腹面则是苍白或几乎白色的羽毛，与很多现生动物一样，呈现出上深下浅的保护色。尾巴标本很小，即便完全展开也只有6厘米，由此推测那只小恐龙全长也只有18.5厘米。科学家给它取名叫“伊娃”。

“我研究恐龙数十年，并不曾想过，有朝一日能看到如此‘新鲜’的恐龙”，论文作者之一，加拿大皇家科学院院士，阿尔伯塔大学教授菲利普•柯里说。

它揭示了很多秘密，又留下了许多问题

伊娃标本上保存了非常精致的羽毛形态学细节，包括尾部羽毛与羽囊的排列方式，甚至微米级的羽衣特征。更重要的是，这些羽毛都具有纤细的羽干，长有交替的羽枝和连续且均匀的羽小枝。“这些特征为羽毛发育的模型猜想提供了依据，证实羽枝融合形成羽轴时，就已经具有羽小枝了。”麦凯勒教授说。

研究团队还通过BSRF的同步辐射X射线荧光成像，获得了化石断面的微量元素分布图，其中钛、锗、锰、铁等元素的分布与化石的形态吻合度很高，蕴含着丰富的埋藏学信息。

中科院高能所副研究员黎刚解释：“伊娃标本的断面出现了高度富集的铁元素，近边吸收谱分析表明，其中80％以上的铁样本为二价铁，这些是血红蛋白和铁蛋白的痕迹。”

不过，伊娃也留下了很多有待科学家探讨的问题。台北市立大学运动能力分析实验室教授曾国维告诉记者，基于目前骨骼形态，还无法判断伊娃标本是幼年个体还是成年个体。此外，它没有挣扎的迹象，也没有明显的皂化外观，很可能在被树脂包裹时已经死去；但标本又没有明显的腐败特征，说明它可能刚刚死亡，是一具相对新鲜的遗骸。至于伊娃标本的死因，目前还没法断定，自然死亡或被掠食者捕杀都不能排除，还需要进一步的详细研究。

在后续研究中，科学家还对琥珀进行了纳米CT扫描，目前数据正在重建阶段。

“我们尽量采用无损方式去检测它。”中科院动物研究所副研究员白明说，“因为这样的琥珀可遇不可求，目前全世界也就只有这么一块。”

白明坦言，相比无脊椎动物，琥珀中的脊椎动物更难研究。每一块包含脊椎动物的琥珀，在重建中都面临着种种难题。他们为伊娃重建了很多3D图片，但是没能得到可靠性非常高的单个锥体三维形态图，因为所有锥体的很多细节都未保存下来或者呈现为碎块状。好在伊娃整体呈现出一种“皮包骨头”的状态，科学家们还是能够获得骨骼的整体形态信息。

琥珀还埋藏多少惊喜？

无论是之前发现的古鸟类翅膀，还是这次的恐龙尾巴，这些标本都出自著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡康河谷。

邢立达告诉《中国科学报》记者，那里曾经是一片热带丛林，树木粗壮，分泌的树脂特别丰富，粘住了很多小动物。最重要的是，这里的琥珀形成于约9900万年前，保留了白垩纪中期生物的珍贵记录。这是大多数琥珀产区不具备的优势。而比缅甸琥珀产区年代更为久远的西班牙、黎巴嫩等产区，则要么产量很低，要么珀质不好。

种种原因，让学者们的眼光聚焦在缅甸胡康河谷这块“宝地”。但白明告诉记者，受战乱影响，再加上当地开掘技术相对落后，这一产区的琥珀产量近年来严重下滑。

除了天然的稀缺性，商业行为也在大量消耗那些极具科学价值的琥珀。由于市场更加偏爱质地纯净的琥珀，包含内容物的部分往往被切割下来，成为边角料。有些地区会把这些边角料作为取暖做饭的燃料；或者磨成粉末，添加进线香等产品；甚至切割成更小的颗粒，填充在枕头里，据说有保健作用。

邢立达表示，“伊娃”恐龙化石原本应该更加完整，有可能是在挖掘、保存和交易的过程中断裂，只剩下一截尾巴。

如何保护琥珀，保护这些陈列着灭绝物种的“博物馆”，是一个需要全人类共同面对的问题。

原文链接：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2016/12/363058.shtm

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