澳大利亚发现距今1.18亿年的恐龙羽毛化石

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研究者在澳大利亚发现的一批羽毛化石充分证明,小型食肉恐龙(如图所示)拥有隔热的羽毛,可帮助它们在南极圈内生存。

绘图:PETER TRUSLER

古生物学者在即将发表于《冈瓦纳研究》杂志上的一项研究报告中称,研究者在澳大利亚发现的10块保存完好的羽毛化石,为有羽恐龙曾生活在地球的两极提供了首个确凿证据。

这些羽毛的历史可以追溯到1.18亿年前的白垩纪早期,当时澳大利亚比如今更靠南,而且和南极洲连在一起,形成了地球的南部极地大陆。尽管当时的环境比现在的南极洲要暖和,但长着这种羽毛的恐龙可能要经受数月的黑暗和低温的严冬天气的考验。(到了白垩纪晚期,南极洲变得更加温暖,南美蜥脚类动物甚至可以穿越南极地区进入澳大利亚。)

“之前研究者从未在极地环境中发现过羽毛化石,”研究报告的合作者、瑞典乌普萨拉大学的古生物学者Benjamin Kear说。“我们的发现……首次表明,多种有羽恐龙和会飞的原始鸟类曾生活在古代极地地区。”

虽然此前研究者曾在极地发现过恐龙时代鸟类的骨骼化石,但迄今为止还未发现具有羽毛的化石。考古学者曾在秘鲁发现一种已经灭绝的企鹅化石,其中包含羽毛,但其历史可追溯到大约3600万年前,当时这片大陆位于更靠北的位置。

因此,在澳大利亚的这个地区发现白垩纪的羽毛化石是一个重要线索,它揭示了古代动物的这些独特的身体覆盖物的许多用途,从求偶到飞行,不一而足。在这个案例中,羽毛可能起到了重要的保温作用,帮助小型食肉恐龙度过寒冷的冬季。

羽毛化石专家、加拿大皇家萨斯卡其万博物馆的策展人Ryan McKellar表示:“在白垩纪时期,高纬度地区的恐龙和原始鸟类依靠羽毛保暖完全合乎情理。”

他补充说:“能看到这么古老、这么靠南的化石中的数据是在太棒了。这份报告让我们得以了解白垩纪早期极地羽毛的真实面貌。”

遗失在湖底

新发现的羽毛化石都发掘于一个名叫库恩瓦拉的地方,距离维多利亚州的墨尔本东南约145公里。20世纪60年代,当地在山坡上开凿了一条公路,公路切面表明其中富含丰富的化石层。在过去的60年里,研究者在那里挖掘出了大量的鱼类和植物化石,以及保存完好的羽毛化石。

目前研究者尚未发现任何羽毛与恐龙或鸟类骨骼相连。相反,这些羽毛可能是在换羽或梳理羽毛的过程中丢失,之后随风漂到一个古老湖泊的表面,最后沉到湖底,保存在细密的泥沙之中。

在这项新研究中,墨尔本博物馆的Tom Rich和莫纳什大学的Patricia Vickers-Rich(在过去的37年里一直在库恩瓦拉带领团队进行考古发掘)与一个国际团队合作,对发现的羽毛化石进行了分析,结果发现这10块羽毛化石具有很大的差别。这些羽毛包括用于隔热的绒羽、一根很可能属于非鸟恐龙的蓬松的原型羽毛,以及一根类似现代鸟类翅膀上的复杂的翼羽。

Kear说,这些羽毛大多只有2.5公分或更短,可能属于一种已灭绝的原始鸟类反鸟,在白垩纪早期的这个时期这种鸟种类繁多。他补充说,有些羽毛非常小,很有可能属于刚孵化出来的鸟或有羽恐龙。

然而,除了一根羽毛外,其它羽毛都不能支持任何形式的飞行,进一步暗示其中一些动物可能属于陆生食肉恐龙,新研究的主要作者、斯洛伐克帕沃尔·约瑟夫·沙法利克大学的古生物学者Martin Kundrát说。

McKellar说,新发现的原型羽毛“与中国白垩纪早期岩石和加拿大白垩纪琥珀中发现的簇状原型羽毛完全一致”。

澳大利亚发现距今1.18亿年的恐龙羽毛化石
澳大利亚发现距今1.18亿年的恐龙羽毛化石

研究者在澳大利亚的一处发掘现场共发现10块保存完好的羽毛化石,其中包括一头恐龙的原型羽毛化石(左)和一只史前鸟类的羽毛化石。

供图:MELBOURNE MUSEUM

根据大小判断,这根原型羽毛可能是一种相对较小的恐龙遗留下来的,比如奔龙,一种行动迅速的食肉动物,其中包括迅猛龙和恐爪龙。在维多利亚州,研究者发现了一些属于被称为unenlagiids的奔龙的骨头和牙齿化石,这些奔龙生活在南美洲,可能以鱼类为食。因此,相似的恐龙曾在一个白垩纪湖泊附近狩猎完全合乎情理。

墨尔本斯威本科技大学的古生物学者Stephen Poropat说:“我们通过湖中丰富的鱼类化石判断,它们可能拥有充足的食物来源。”

随季节改变体色?

新研究的作者还在羽毛中发现了被称为黑素体的色素化石痕迹,这表明它们中的许多个体可能是黑色、灰色或棕色的,或者躯干上有深色条纹。

Poropat指出,对极地动物来说,这有些令人惊讶,因为在下雪、寒冷的环境中,深色不是很好的伪装。他说,也许这些恐龙和鸟类会随着季节而改变颜色,就像今天的北极松鸡一样。

“不过,也有可能,在白垩纪的这段时间里,南极并没有那么冷,它们不需要用浅色来融入有雪的环境,”他说。

解开这个谜题需要更多的化石,Rich希望有一天研究团队能在库恩瓦拉发现完整的恐龙或鸟类化石,就像中国东北地区保存完好的有羽恐龙一样。

Poropat说:“在澳大利亚找到一具有羽恐龙的骨骼化石将会是一项惊人的成就。就我们所知,库恩瓦拉可能成为发现这具恐龙化石的地点。”

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