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鐘良樞研究員榮獲中科院上海分院“杰出青年科技創新人才”稱號
上海光源同步輻射硬X射線相襯成像助力已知最小恐龍的發現
文章來源:    發布時間:2020-03-16

2020312日由中、美、加三國學者組成的多學科研究組在北京宣布了包埋在緬甸白堊紀琥珀中的目前已知最小恐龍的發現。這對理解恐龍與古鳥類的演化,尤其是小型化演化具有重要意義。相關研究”Hummingbird-sized dinosaur from the Cretaceous period of Myanmar作為封面文章發表于當日出版的《自然》雜志。 

研究的化石樣品為一個包裹在琥珀中的完整動物頭骨,是云南騰沖琥珀閣博物館2016年從緬甸北部胡岡谷地的琥珀礦區征集而來。同位素年發現該地區的琥珀形成于白堊紀中期,9900萬年前。各類包埋緬北琥珀中的化石是人類窺白堊紀世界的重要窗口,這些琥珀源自柏或南洋杉針葉樹的樹脂,為古生物的保存提供優異條件。 

該化石有三個特點,其一化石包埋在透明琥珀中,其二頭骨很薄但頭骨的體積相對很大,其三頭骨上包著皮和毛。研究該化石重要挑戰是如何無損、高密度靈敏度、高分辨率且大視場的獲得被琥珀、皮毛和雜質層層包圍的頭骨的3D完整信息。 

研究者上海光源X射線成像線站(SSRF-BL13W1)利用高能量單色X射線實現了該樣品的高分辨無損相位襯度成像,對該化石進行了分段相襯CT掃描,通過后續的圖像拼接獲得了樣品完整的三維結構信息。 

經過三維圖像的數據處理和信息提取,古生物學家同步輻射相襯CT獲得高質量3D頭骨結構進行深入分析,發現該頭骨長14毫米,喙部尖銳,牙齒密集和眼眶巨大。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100。該化石的骨骼特征有的地方像恐龍,有的地方又像高級鳥類。但由于脊椎動物中,只有鳥類同時擁有尖銳的喙部和巨大的眼眶,所以將其歸屬到鳥類,屬于新屬新種,命名為寬婭眼齒鳥。 

從頭骨尺寸來看,眼齒鳥比現生最小的鳥類--蜂鳥還要短,迄今已經發現的最小的古鳥類,同時也是發現的最小恐龍(廣義的恐龍包括鳥類)。小化動物必須面對很多新挑戰,例如如何把感覺器官整合進微型頭中,如何保持體溫等。小型化通常伴隨著牙齒脫落和眼部增大。然而,盡管該標本尺寸很小,但它的牙齒比其他所有古鳥類都多。齒列也比其他鳥類長。這表明,盡管體型超小,但它是一種肉食性動物。此外,眼齒鳥眼部匙形鞏膜小骨十分少見,和鳥類簡單的方形鞏膜小骨很不同。眼齒鳥顴骨彎曲,眼睛從頭部側面凸出,在現生動物中從未發現。它眼睛工作原理令人費解。眼齒鳥在系統發育上介于晚侏羅世原始祖鳥(Archaeopteryx和早白堊世熱河鳥Jeholornis之間。 

總之,眼齒鳥向我們展現了一類新的身體結構以及它所代表的生態學,也表明琥珀沉積物有保存最小體型脊椎動物的潛力。本項研究也展示了同步輻射硬X射線相位襯度CT在揭示古生物化石細節和整體結構強大能力。 

研究中國地質大學(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鄒晶梅(外研究員、中國科學院高能物理所多學科中心黎剛研究員、美國洛杉磯自然史博物館拉爾斯·施米茨博士路易斯·恰普教授、加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館瑞安·麥凱勒教授、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。 

同步輻射X射線相襯CT獲得的眼齒鳥化石的頭骨3D圖像 

包埋著眼齒鳥化石緬北琥珀。312Nature雜志的封面 

 

眼齒鳥及其生活環境的想象圖 

文章鏈接:https://doi.org/ 10.1038/s41586-020-2068-4 

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