中國發現迄今為止科學記錄最完整的鴨嘴龍胚胎

2022年5月11日,福建省英良石材自然歷史博物館、中國地質大學(北京)、中國台灣自然科學博物館和加拿大自然博物館的學者聯合發表了一篇有趣的論文,文章描述了兩件來自中國江西省贛州盆地上白堊統河口組的恐龍胚胎,記錄了迄今為止科學記錄的最完整的鴨嘴龍類胚胎。

鴨嘴龍胚胎化石與復原圖

鴨嘴龍胚胎化石與復原圖

中國發現迄今為止科學記錄最完整的鴨嘴龍胚胎

標本館藏於福建省英良石材自然歷史博物館,博物館將這組標本昵稱為“英貝貝 Ying Baby”,我們可以憑藉它們來回答一些關於恐龍發育和繁殖的重要問題。本次論文於近日發表在學術刊物BMC Ecology and Evolution(《BMC生態與進化》)上。

“英貝貝”鴨嘴龍胚胎

“英貝貝”鴨嘴龍胚胎

2000年左右,英良集團董事長搜集了一批疑似蛋化石。2015年始,福建省英良石材自然歷史博物館籌建期間,在福建省文物局的支持和組織下,博物館館長鈕科程對倉庫現有標本進行全面梳理,並着手對一些有潛在研究價值的標本組織進行清修,在該過程中,發現了一批胚胎與特異保存的蛋化石。

“英貝貝”鴨嘴龍胚胎

“英貝貝”鴨嘴龍胚胎

2019年,中國地質大學(北京)邢立達課題組與福建省英良石材自然歷史博物館合作,開始對此批標本做詳細的研究,前後藉助了同步輻射,MCT掃描等技術手段來檢視標本,並取得一系列成果,如2021年12月發表的“迄今為止科學記錄的最完整的恐龍胚胎”等。

蛋中的胚胎特寫

蛋中的胚胎特寫

此次發表的鴨嘴龍類胚胎“英貝貝”原產於贛南地區白堊紀晚期的地層中,距今約7200萬至6600萬年。英貝貝胚胎所在的蛋為長徑約9厘米的橢圓體,容積約660毫升,胚胎部分約佔整個蛋的40%,胚胎蛋有着薄薄的約0.4毫米厚的蛋殼,其微觀結構顯示其屬於圓形蛋科(Spheroolithidae)。

胚胎化石

胚胎化石

根據恐龍胚胎的頭骨、脊椎和四肢骨骼的獨特形狀,可以推斷出蛋中包含的化石胚胎“英貝貝”屬於鴨嘴龍類。這是一類生活在恐龍時代末期的大型植食性恐龍,它們都長着極具辨識度的鴨子一樣的扁平嘴巴。著名的埃德蒙頓龍、山東龍,青島龍,盔龍,慈母龍都是屬於這個類群。鴨嘴龍類胚胎並非在全球範圍內首次發現,但是這些新的鴨嘴龍胚胎是迄今為止在同類中保存得最好的胚胎。

不過,學者很難準確地知道這組胚胎代表鴨嘴龍類的具體哪個屬種;特定物種的鑒定特徵往往在生命的後期才表現出來。不過,胚胎頭骨上部的後邊緣保存的原位鱗骨的獨特形狀:后突高而鈍,讓人聯想到一些鴨嘴龍超科(hadrosauroids)恐龍,如都同樣來自亞洲的列弗尼斯龍(Levnesovia)、譚氏龍(Tanius)和南寧龍(Nanningosaurus),表明了新標本與這些物種可能具有的親緣性。

中國發現迄今為止科學記錄最完整的鴨嘴龍胚胎

此次發現的蛋與胚胎化石的大小與北美上白堊統更特殊的鴨嘴龍類(hadrosaurids)是可對比的。這些鴨嘴龍類傳統上被分為兩類:頭骨上有精緻空心脊冠的賴氏龍亞科(lambeosaurines),以及沒有這種脊冠的櫛龍亞科(saurolophinae)或鴨嘴龍亞科(hadrosaurines)。

一般來說,鴨嘴龍亞科所產的蛋比賴氏龍亞科要小許多(容積分別為900毫升和4000毫升),因此孵出的雛龍也較小。不僅如此,鴨嘴龍亞科的雛龍被認為比賴氏龍亞科的發育程度更低,特別是在肢骨的形成方面。也就是說,鴨嘴龍亞科的雛龍是晚成的,它們在孵化后的較長一段時間后,四肢骨骼才完全長成。

相比之下,體型較大的賴氏龍亞科雛龍則是早成的,出生之後可以很快加入龍群。這個有趣的差異對於演化生物學家來說,自然會產生一個關於鴨嘴龍祖先性狀的問題:鴨嘴龍類的祖先在孵化的過程中,其雛龍是晚成的還是早成的?此次發現的英貝貝胚胎蛋中,蛋和胚胎都很小,與鴨嘴龍亞科相似,這表明小型的蛋與晚成雛龍是鴨嘴龍類的原始性狀,而賴氏龍亞科更大的蛋與早成雛龍是衍生的,這就是“英貝貝”恐龍胚胎所告訴我們的最重要的科學新知。

復原圖 繪圖 守林

復原圖 繪圖 守林

知識拓展:恐龍蛋與恐龍胚胎

和其他爬行動物一樣,恐龍也都是卵生動物。在恐龍統治地球1.6億年的歷史中,留下了大量的恐龍蛋,其中一小部分經過長期地質作用形成的化石,保存在中生代地層中。從1859年以來,世界各地及我國很多中生代地層,特別是白堊紀晚期的地層中都發現過大量恐龍蛋化石。一般來說,恐龍蛋化石僅保留了蛋殼結構,內部的蛋清和蛋黃早已流失,取而代之是被礦物溶液通過蛋殼滲透進來並填充空腔。恐龍蛋化石形態有圓形、橢圓形、卵圓形、橄欖形等多種形狀,尺寸從鵪鶉蛋大小,到大的超過50厘米,這些恐龍蛋中目前只有很少一部分能被確定是哪種恐龍所產。

極少數恐龍蛋內還保存有胚胎化石,是最稀有的化石之一,這些化石為研究恐龍的生殖發育、行為、演化以及古生態提供了寶貴資料。然而,多種因素的作用下,恐龍胚胎髮育的任何階段都可能停止,其早期胚胎的骨化程度很低,化石難以分辨,只有當恐龍蛋中的胚胎到了一定的發育階段之後,我們才有可能找到保存較為完整的、易分辨的胚胎化石。