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从最初的生命到形如天鹅的恐龙,2017年最重要化石发现

时间: 2018年02月23日 | 作者: Susannah Lydon | 来源: 卫报
《卫报》重访失落的世界团队,盘点了2017这一年最重要的化石发现。

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重访失落的世界团队一直在回顾过去十二个月内丰富的古生物发现。选择之多让我们无从下手,我们还在推特上征集2017年大家最喜爱的化石发现。现在,我们将为大家奉上年度最佳化石盘点,当然,其中夹杂了我们个人偏爱的“私货”。敬请欣赏!

 

地球上最初的生命

撰文:Susannah Lydon

2017年一些最小的化石发现却最富争议。去年三月,Matthew Dodd 和他的同事展示了在加拿大魁北克省岩石中发现的由氧化铁组成的微小管状和长丝状物质,形成于距今37.7亿至42.8亿年之间。他们认为这些是曾经生活在热液喷口附近的细菌残骸,将最早的生物活动证据提早至37.7亿年以前,甚至可以确定地再往前推5亿年。同年九月,古生物学家田代孝之(Takayuki Tashiro)和他的同事分析了一些来自加拿大拉布拉多省北部岩石中距今39.5亿年的石墨颗粒。通过检测同位素比,他们得出结论是这些碳是由生物制造的,但并不是所有研究人员都认可这个解释。

 

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图片来源:欧洲同步辐射光源所

 

最终,在十二月中旬公布的一项研究中,BillSchopf 和他的同事使用西澳大利亚距今34.6亿年的顶角燧石(Apex Chert)中的微体化石,通过测定其碳同位素组成,确认了之前具有争议性的生物学起源,甚至还识别出具体代表着哪些微生物种群。其中有两种是原始的光合细菌,一种是产生甲烷的古菌,另外还有两种是消耗甲烷的菌。这项惊人的研究表明,早在35亿年前,进行甲烷循环的微生物群落就已经建立了。

 

哈兹卡盗龙(Halszkaraptor):名字霸气,身形优雅如天鹅

撰文:Hanneke Meijer

2017 年是古生物学大年,要从各方面来了解所有化石大发现实属不易。然而,其中最杰出的当属最近出土的兽脚亚目恐龙化石。研究人员使用3D扫描技术进行非侵入性研究后,展示出了其精妙的类鸟特征。

 

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图片来源:nature.com

鸟类起源于恐龙这一理论已被古脊椎动物学家普遍接受。那些保存异常完好的恐龙化石的发现,例如来自中国辽宁省的化石,已经表明我们曾经认为专属于鸟类的许多特征,其实已广泛出现在兽脚亚目的恐龙身上(最终演化成鸟类的一类恐龙),其中也包括最终没有演化为鸟类的分支。

但是,还是没人预料到埃氏哈兹卡盗龙(Halszkaraptor escuilliei)的出现。这是一种来自蒙古的新的非鸟类兽脚亚目恐龙,它们脖颈修长,占了全身一半的长度,也是中生代兽脚亚目恐龙中最长的。这很容易让人联想到某些鸟类,尤其是天鹅。哈兹卡盗龙成为驰龙科恐龙的一个新分支——埃氏哈兹卡盗龙属(Halszkaraptorinae),它不同寻常的形态说明其半水生的生活方式。我们能够在企鹅和其他水生鸟类身上看到类似的扁平状翼骨,它的牙齿数目很多,表明这可能是一种食肉类恐龙。另外,哈兹卡盗龙似乎是首个能够在陆地和水中活动的非鸟恐龙。负责该研究的作者在论文的最后一段陈述道,哈兹卡盗龙向我们证明恐龙的种类繁多,还有更多的等着我们去发现。

 

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图片来源:Lukas Panzarin and Andrea Cau

 

马氏北方盾龙(Borealopelta markmitchelli

撰文:Dave Hone

 

这种身披铠甲的恐龙新种是著名的甲龙的近亲,对它的第一次报道要追溯到2013年在加拿大艾伯塔省(Alberta)北部附近的一次偶然发现。一位发掘机操作人员在山坡上发现了一个小点。由此,这种曾在陆地上生活,死后先是漂洋过海,完好无损地沉入海底埋藏起来的稀有生物,在历经数百万年之后终再见天日。包裹在化石周围的岩石无比坚硬,而其中的骨骸又脆弱不堪,博物馆标本制作人员 Mark Mitchell 花了数年时间小心处理。这个新品种恐龙的最终命名加入了他本人的名字,以表彰其杰出的工作。

 

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图片来源:Royal Tyrrell Palaeont 博物馆

 

然而,这个化石本身要比其死亡和化石化过程更值得瞩目。北方盾龙是迄今为止保存最好的恐龙化石之一,不仅主要骨骼近乎完整,而且保留有大量构成其盔甲的骨骼突起和骨板。更好的是,它们都保留在原来的身体部位,所以能够清楚看到它们在身体上是如何排列及变化的。还有一点,大部分盔甲上都覆盖着一层角质鞘。这种动物的皮肤也被完美保存下来,具有极高的保真度,有关北方盾龙颜色与皮肤斑纹,及其巨大肩脊的可能用处的研究也已发表。

 

印度犄龙(Shringasaurus),“印度的长角蜥蜴”

撰文:Elsa Panciroli

 

在二叠纪末期,地质史上最大规模的灭绝大事件之后,三叠纪的生物演化方式简直如一位刚离家的青葱少年放飞自我。这位“少年”身处一个毫无限制的全新世界,开启了疯狂实验模式。在这段时间内出现了许多稀奇古怪又独一无二的搭配组合(有点类似于上世纪80年代人类搞的大部分实验)。进化试图将各种可能性都尝试一次。

 

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图片来源:Sengupta, Ezcurra& Bandyopadhyay/Sengupta, Ezcurra & Bandyopadhyay/Wikimedia Commons

 

2017年发现的印度犄龙(Shringasaurus indicus)就证明了三叠纪生命形式的独特属性。在2.4亿年前,这种新发现的初龙类动物伸展着四条腿,蹒跚在如今的印度大陆上。它的脑袋上顶着两个朝前的犄角,后面连着修长的脖子和身体。身体前部的肩膀有力地隆起,后背线条弯曲起伏,拖着一条长长的尾巴,看上去像是犀牛和科莫多龙的“爱情结晶”。这头身形笨重、肉滚滚的古怪食草类恐龙全身可长达3.5米,类似于现代世界的大型牛科动物。据证,印度犄龙的犄角跟牛角的功能一样,是性选择(sexual selection)的结果。通过已经发现的一些不同年龄和性别的犄龙部分化石遗骸,研究人员已经能够了解很多有关这种动物是如何成长的:它们的犄角是性别二态的表现,只有雄性才会拥有。

 

像印度犄龙这类的三叠纪动物有助于我们了解更大的演化图景。它们是二叠纪末期生物大灭绝后重建的第一批生态系统中的一员,为我们了解地球在历经大灾难后是如何恢复生机的提供了信息。它们也是鳄鱼、乌龟、恐龙和许多相继出现而已经灭绝的爬行动物等辐射演化枝系的先驱。同时,它们的外形实在是太诡异了,这也是它们在今年的化石年度榜单上占有一席之地的原因。

 

巨大的“博比特虫”

撰文:Hanneke Meijer

 

如果你读过弗兰克·赫伯特的科幻小说《沙丘》,那你一定会注意到其中描写的沙虫——一种居住在沙漠星球阿拉吉上的巨型虫形生物。谢天谢地,我们住在地球上的人类不用担心会被这种大虫子给吃掉。但是在加拿大安大略省发现的泥盆纪颌化石表明,这种大虫子确实曾经在地球上存在过。

 

这种新的巨型多毛纲蠕虫学名为 Websteroprion armstrongi(第一部分以已故重金属摇滚贝斯手 Alex Webster 命名),其形态是根据这些颚化石描绘出的。尽管这类蠕虫又长又软,它们的化石却保持得相当完好。它们自古生代(5.41-2.51亿年前)就存在,其灭绝形式表现出多元化的身体结构。1994年,安大略地质调查局的 DerekK Armstrong 在安大略省的一处偏远地区进行地质调查时,收集到了这些化石样本,它们如今被收藏在安大略皇家博物馆内。

 

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图片来源: Erikkson et al 2017

 

这种新的多毛纲蠕虫只有颚部(jaw, 它们身上唯一坚硬的部分)被留存下来,其长度超过1厘米。诚然,这听上去没什么了不起,但是在蠕虫世界里, Websteroprion 的颚算得上是个庞然大物,因为大多多毛纲蠕虫为颚化石大多长0.1到2毫米。研究人员从长度推断,这种蠕虫身体长度有1到2米,类似于当今的“巨型岩虫”,通俗地被称作“博比特虫”。其残余的颚部表明这是一条成年蠕虫,因为一些多毛纲蠕虫在成年后也会继续生长,W. armstrongi 可能还会长得更长些。在所有蠕虫化石记录中它拥有最大的颚部,表明“巨型化”作为生态上的一种重要特征于4亿年前在蠕虫身上已经出现。此外,它们也表现出作为现存博物馆藏品的重要性,因为这些化石可能还藏着未被发现的价值。

 

南极史前化石 Antarcticeras nordenskjoeldi

撰文:Mark Carnall

 

2017年是古生物学化石发现的井喷之年,我相信只需要一周的时间,我们的重访失落的世界团队就有充足的材料来撰写我们的年度盘点了。然而,除了那些眼花缭乱、酷炫无比而足以登上头条的发现之外,2017年也非常适合开展一些诸如物种清单、分类整理以及除了发现保存完好的各类化石和恐龙之外的古生物学的低调工作。一年的这个时候,我喜欢浏览一下维基百科一整年里古生物学大小发现的摘要,我必须承认,我今年的年度最佳发现,在它今年三月刚发表时我完全不知道。

 

我的年度发现给了始新世头足纲(就是囊括了章鱼、乌贼、鹦鹉螺和菊石的那个类群)的一个新物种,它来自南极,学名为 Antarcticeras nordenskjoeldi。化石看上去平平无奇,而且论文里也没有配上漂亮的复原艺术渲染图,但是来自瑞典和阿根廷的研究人员(Doguzhaeva et al. 2017)对其细致的阐述值得注意。根据该物种壳结构的细节和虹吸管(一根通过壳室可交换气体和液体的软管)的位置,A.nordenskjoeldi 被定义为一种新的物种,属于新的科、新的目,而且还是头足纲的新亚纲——蛸亚纲的唯一物种。

 

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图片来源;Doguzhaeva et al.,2017/PLOS ONE

 

目前头足纲有四个主要相当确定的类群,而这个潜力巨大的新发现为其增添了一个新的种群,同时,论文作者表示,A.nordenskjoeldi 化石展示出软体头足纲目生物的第三种演化内壳的方式,这种方式与墨鱼和旋壳乌贼的并行演化。幸运的是,这篇论文可免费阅读,所以你可以亲自去看一下。但是,借用网络流行语来说,有实锤才能搞大事。这仍然算一种大胆的推测,有时候注册新宝GG需要这样的魄力,而且时间将会证明蛸亚纲是否会被学界接受或拒绝。到目前为止,这些发现尚未在研究头足纲的古生物学界激起太多的水花。假如这项研究是针对哺乳动物或恐龙的,这篇论文就可以赢得巨大关注(正如今年我们也看到的蜥臀目和鸟臀目方面的“低水平”研究),但在低调的头足纲研究中,这个种群的研究状况也是相对不那么得明朗,因此这项研究会有日渐淹没消失的风险,而无法带动进行头足纲的演化进程的重新评估。

 

翻译 | 阿金

审校 | 小鸥 谭坤

 

原文链接:

https://www.theguardian.com/science/2017/dec/28/top-fossil-discoveries-of-2017