世界最小恐龙的“秘密”:头骨仅长14毫米却有100颗牙齿

仅长15毫米的头骨,体型还没有目前世界上最小的鸟类蜂鸟大,拥有100颗牙齿、直径4毫米的眼眶和类似于非鸟类恐龙的长尾巴……

这就是截至目前世界上所发现的最小恐龙——眼齿龙的样子。

世界最小恐龙的“秘密”:头骨仅长14毫米却有100颗牙齿

眼齿鸟头部复原图 绘图 韩志信?

3月12日,中美加科学家团队在北京宣布,他们在缅甸白垩纪琥珀中发现了一只有史以来已发现的最小的恐龙(广义恐龙包括鸟类)。这个发现对理解恐龙与古鸟类的演化,尤其是小型化动物的形态演化具有重要意义。

该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅(Jingmai K. O’Connor)、美国洛杉矶自然史博物馆拉尔斯·施米茨(Lars Schmitz)博士、中国科学院高能物理所黎刚研究员,以及美国洛杉矶自然史博物馆恐龙研究院院长路易斯·恰普(Luis M. Chiappe)教授、加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安·麦凯勒教授(Ryan C. McKellar)、中国科学院北京综合研究中心易栖如博士等学者共同完成。研究论文题目为《缅甸白垩纪蜂鸟大的恐龙》,发表于综合类学术期刊《自然》杂志。

小恐龙的头骨仅长14毫米

据邢立达介绍,此次研究的标本是一个包裹在琥珀中的完整动物头骨。科学家们借助一系列的高科技仪器,成功剥离出了琥珀中所包裹的头骨化石。

世界最小恐龙的“秘密”:头骨仅长14毫米却有100颗牙齿

眼齿鸟琥珀

“我们发现这个头骨化石长仅约14毫米,有着尖锐的喙部,密集的牙齿和巨大的眼眶。这个动物的骨骼特征有些‘四不像’,有的特征像恐龙,有的像非常高级的鸟类。学者们没有找到特定的头骨特征来将眼齿鸟确切归入鸟类、非鸟恐龙,或其他主龙类。甚至,学者不能完全排除这个头骨属于别的动物。”邢立达说,所有研究过这个标本的学者都说这个标本太奇怪了,很难确定具体门类。“这是我有幸研究过的、最奇怪的化石。”

于是,专家们开始了对琥珀发现地的追根溯源——此次发现的琥珀化石产自缅甸北部克钦邦胡冈谷地,地质学家对该矿区的火山灰锆石同位素测定地质年龄后认为,胡冈谷地的琥珀形成于约一亿年前(约9900万年),属于白垩纪中期(白垩纪晚期的最早期),这里被认为是人类能一窥“真实”白垩纪世界的最佳窗口。

鸟类是恐龙的后裔,是生物多样性最丰富的脊椎动物之一,大约有10500个种。在近1.5亿年的漫长演化历史中,共历经了白垩纪和新生代两次辐射演化,其中白垩纪是鸟类演化的重要阶段,是鸟类从恐龙演化而来的关键阶段之一。胡冈谷地的鸟类琥珀包裹体较为丰富,对了解鸟类演化帮助很大。

“也就是说,这个新物种,是恐龙演变成鸟类中的一个重要环节,我们可以说它是鸟,但也可以称它为恐龙。”

恐龙体型虽小却有100颗牙齿

“我们知道,最小的现生鸟类是蜂鸟,最小的蜂鸟是吸蜜蜂鸟(Mellisuga helenae),重约1.95克,长5.5厘米,是世界上最小的鸟类。从头骨尺寸来看,这个化石比蜂鸟还要短一些,是迄今发现过的史上最小的恐龙,也是最小的古鸟类。”

邢立达说,距今约一亿年前,眼齿鸟生活在缅甸北部潮湿的热带环境中,不幸被柏类或南洋杉类等针叶树流下的树脂包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并保存至今。数千万年过去,这只小鸟的时运不济却成就古生物学家们的好运气。琥珀的优势在于能为古生物提供无与伦比的保存状态。

眼齿鸟最有趣的地方在于它的小型化。体型变得如此小的动物必须面对很多新的问题,比如如何把所有的感觉器官都整合进它们如此微型的头中,以及如何保持体温等等。这种小型化过程,通常发生在孤立的环境中,最典型的是岛屿。刚好缅甸在白垩纪中期就是个孤立的岛弧。

世界最小恐龙的“秘密”:头骨仅长14毫米却有100颗牙齿

眼齿鸟生境复原图 绘图 韩志信?

邢立达说,小型化通常伴随着牙齿脱落和眼部增大等特征。然而,尽管该标本尺寸很小,但它的牙齿比其他所有的古鸟类都多。齿列也比其他鸟类长,一直延伸到眼部下面。上颌每侧有18–23颗牙齿,齿骨每侧有29–30颗牙齿,全部牙齿加起来约有100颗!这也是学者将其命名为眼齿鸟的原因。大量的牙齿告诉我们,尽管体型超小,但它是一种肉食性动物。

眼齿鸟的另一个特别之处是其眼部,其直径约4毫米。然而,眼齿鸟双眼的朝向也不同于猫头鹰等巩膜环发达的鸟类,猫头鹰双眼向前,眼齿鸟则朝向两侧。眼齿鸟的颧骨弯曲,眼睛从头部侧面凸出。这种视觉系统在现生动物中从未发现,这使得我们很难理解它的眼睛是如何工作的。此外,眼骨的开孔(眼圈的内径)表明,眼齿鸟的活动模式为白天型。

世界最小恐龙的“秘密”:头骨仅长14毫米却有100颗牙齿

眼齿鸟头部CT重建图

邢立达说,眼齿鸟与其他鸟类的系统发育关系也很特别。仅从头骨来分析,这种新发现的微小鸟类——眼齿鸟非常原始,介于德国晚侏罗世的最原始的始祖鸟(Archaeopteryx)和中国早白垩世的有长尾的热河鸟(Jeholornis)之间。这可能表明,和这两个类群一样,眼齿鸟也有一条类似于非鸟类恐龙的长尾巴。

总而言之,眼齿鸟的尺寸和形态向我们展现了一类新的身体结构以及它所代表的生态学。这一发现凸显了琥珀沉积物有着揭示最小体型脊椎动物的潜力。然而,由于眼齿鸟标本只有头部,其分类还存在一定的不确定性。学者们将继续在缅珀中搜索,希望在未来可以找到更完整的个体,揭开眼齿鸟的全部秘密。

上游新闻记者 李晟

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