楠木軒

世界最小恐龍的“秘密”:頭骨僅長14毫米卻有100顆牙齒

由 高會雲 發佈於 科技

僅長15毫米的頭骨,體型還沒有目前世界上最小的鳥類蜂鳥大,擁有100顆牙齒、直徑4毫米的眼眶和類似於非鳥類恐龍的長尾巴……

這就是截至目前世界上所發現的最小恐龍——眼齒龍的樣子。

眼齒鳥頭部復原圖 繪圖 韓志信?

3月12日,中美加科學家團隊在北京宣佈,他們在緬甸白堊紀琥珀中發現了一隻有史以來已發現的最小的恐龍(廣義恐龍包括鳥類)。這個發現對理解恐龍與古鳥類的演化,尤其是小型化動物的形態演化具有重要意義。

該研究由中國地質大學(北京)邢立達副教授、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所外籍研究員鄒晶梅(Jingmai K. O’Connor)、美國洛杉磯自然史博物館拉爾斯·施米茨(Lars Schmitz)博士、中國科學院高能物理所黎剛研究員,以及美國洛杉磯自然史博物館恐龍研究院院長路易斯·恰普(Luis M. Chiappe)教授、加拿大薩斯喀徹温省皇家博物館瑞安·麥凱勒教授(Ryan C. McKellar)、中國科學院北京綜合研究中心易棲如博士等學者共同完成。研究論文題目為《緬甸白堊紀蜂鳥大的恐龍》,發表於綜合類學術期刊《自然》雜誌。

小恐龍的頭骨僅長14毫米

據邢立達介紹,此次研究的標本是一個包裹在琥珀中的完整動物頭骨。科學家們藉助一系列的高科技儀器,成功剝離出了琥珀中所包裹的頭骨化石。

眼齒鳥琥珀

“我們發現這個頭骨化石長僅約14毫米,有着尖鋭的喙部,密集的牙齒和巨大的眼眶。這個動物的骨骼特徵有些‘四不像’,有的特徵像恐龍,有的像非常高級的鳥類。學者們沒有找到特定的頭骨特徵來將眼齒鳥確切歸入鳥類、非鳥恐龍,或其他主龍類。甚至,學者不能完全排除這個頭骨屬於別的動物。”邢立達説,所有研究過這個標本的學者都説這個標本太奇怪了,很難確定具體門類。“這是我有幸研究過的、最奇怪的化石。”

於是,專家們開始了對琥珀發現地的追根溯源——此次發現的琥珀化石產自緬甸北部克欽邦胡岡谷地,地質學家對該礦區的火山灰鋯石同位素測定地質年齡後認為,胡岡谷地的琥珀形成於約一億年前(約9900萬年),屬於白堊紀中期(白堊紀晚期的最早期),這裏被認為是人類能一窺“真實”白堊紀世界的最佳窗口。

鳥類是恐龍的後裔,是生物多樣性最豐富的脊椎動物之一,大約有10500個種。在近1.5億年的漫長演化歷史中,共歷經了白堊紀和新生代兩次輻射演化,其中白堊紀是鳥類演化的重要階段,是鳥類從恐龍演化而來的關鍵階段之一。胡岡谷地的鳥類琥珀包裹體較為豐富,對了解鳥類演化幫助很大。

“也就是説,這個新物種,是恐龍演變成鳥類中的一個重要環節,我們可以説它是鳥,但也可以稱它為恐龍。”

恐龍體型雖小卻有100顆牙齒

“我們知道,最小的現生鳥類是蜂鳥,最小的蜂鳥是吸蜜蜂鳥(Mellisuga helenae),重約1.95克,長5.5釐米,是世界上最小的鳥類。從頭骨尺寸來看,這個化石比蜂鳥還要短一些,是迄今發現過的史上最小的恐龍,也是最小的古鳥類。”

邢立達説,距今約一億年前,眼齒鳥生活在緬甸北部潮濕的熱帶環境中,不幸被柏類或南洋杉類等針葉樹流下的樹脂包裹,在漫長的地質年代中形成琥珀,並保存至今。數千萬年過去,這隻小鳥的時運不濟卻成就古生物學家們的好運氣。琥珀的優勢在於能為古生物提供無與倫比的保存狀態。

眼齒鳥最有趣的地方在於它的小型化。體型變得如此小的動物必須面對很多新的問題,比如如何把所有的感覺器官都整合進它們如此微型的頭中,以及如何保持體温等等。這種小型化過程,通常發生在孤立的環境中,最典型的是島嶼。剛好緬甸在白堊紀中期就是個孤立的島弧。

眼齒鳥生境復原圖 繪圖 韓志信?

邢立達説,小型化通常伴隨着牙齒脱落和眼部增大等特徵。然而,儘管該標本尺寸很小,但它的牙齒比其他所有的古鳥類都多。齒列也比其他鳥類長,一直延伸到眼部下面。上頜每側有18–23顆牙齒,齒骨每側有29–30顆牙齒,全部牙齒加起來約有100顆!這也是學者將其命名為眼齒鳥的原因。大量的牙齒告訴我們,儘管體型超小,但它是一種肉食性動物。

眼齒鳥的另一個特別之處是其眼部,其直徑約4毫米。然而,眼齒鳥雙眼的朝向也不同於貓頭鷹等鞏膜環發達的鳥類,貓頭鷹雙眼向前,眼齒鳥則朝向兩側。眼齒鳥的顴骨彎曲,眼睛從頭部側面凸出。這種視覺系統在現生動物中從未發現,這使得我們很難理解它的眼睛是如何工作的。此外,眼骨的開孔(眼圈的內徑)表明,眼齒鳥的活動模式為白天型。

眼齒鳥頭部CT重建圖

邢立達説,眼齒鳥與其他鳥類的系統發育關係也很特別。僅從頭骨來分析,這種新發現的微小鳥類——眼齒鳥非常原始,介於德國晚侏羅世的最原始的始祖鳥(Archaeopteryx)和中國早白堊世的有長尾的熱河鳥(Jeholornis)之間。這可能表明,和這兩個類羣一樣,眼齒鳥也有一條類似於非鳥類恐龍的長尾巴。

總而言之,眼齒鳥的尺寸和形態向我們展現了一類新的身體結構以及它所代表的生態學。這一發現凸顯了琥珀沉積物有着揭示最小體型脊椎動物的潛力。然而,由於眼齒鳥標本只有頭部,其分類還存在一定的不確定性。學者們將繼續在緬珀中搜索,希望在未來可以找到更完整的個體,揭開眼齒鳥的全部秘密。

上游新聞記者 李晟