Nat Commun:科学家在古鸟类研究领域获重大突破

6月28日，国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Communications》杂志上在线发表了中加英美等国的古生物学家和昆虫学家题为“Mummified precocial bird wings in mid-Cretaceous Burmese amber”的研究论文，研究人员发现了有史以来第一批琥珀中的鸟标本，这是人类首次有缘一睹恐龙时代古鸟类的真实面目，对古生物学界带来强烈的震动。

电影《侏罗纪公园》里，哈蒙德博士利用琥珀中的蚊子，提取出恐龙的血液DNA，由此复制出了真正的恐龙。

然而，即便是天马行空的科幻电影，也不曾奢望在琥珀中发现脊椎动物。这一次，科学家似乎走在了科幻前面。

“不可能吧?”

2015年夏日深夜，中科院动物研究所副研究员白明收到一条来自同行的微信：“这批琥珀里，发现了1亿年前的鸟或恐龙的翅膀。”

“不可能吧?”这是白明的第一反应。他可不是唯一一个“大惊小怪”的科学家，邢立达说，大家听到这个消息后，都是先问“真的吗?”，再问“是不是假的标本?”

在此之前，人们对白垩纪鸟类的了解仅限于化石记录。而琥珀中的鸟类标本没有经过化石化作用，完好地保存了翅膀上的羽毛和部分软组织，具有与生前几乎无异的细节。

如果说，通过化石了解古鸟类多少有些“隔靴搔痒”的遗憾，那这一次，就是跨越亿年时光的直接相逢。

据邢立达介绍，这批标本来自著名的琥珀产区——缅甸北部的克钦邦胡康河谷。在离河谷不远的密支那镇，聚集着许许多多珠宝商、收藏爱好者和科研工作者，在集市上挑选、购买琥珀。其中最受欢迎的是没有任何杂质和内容物的琥珀，通常被做成珠宝。此外还有一些虫珀，虫珀泛指包含昆虫、植物等内容物的琥珀。很偶然地，人们会在虫珀里发现一些羽毛。

这批琥珀，就是科学家们为了研究古生物羽毛而购入的。发现完整的鸟翅膀，着实是意外之喜。

那么，既然缅甸有的是熙熙攘攘的琥珀交易市场，为什么更早的时候，没人发现它们呢?

这一方面是个巧合，一方面也可能得益于技术的进步。据当地的珠宝商人说，2013年，一批莫谷红宝石的采矿人失业后，涌入了克钦邦胡康河谷。他们带来了更加先进的打井技术，将琥珀矿井开掘到100多米的深度，打开了一个全新的宝库。

高新技术“查户口”

两颗硬币大小的琥珀，被小心地保存在圆形透明小盒子里。 大一点的那个翅膀标本，展开后约18毫米，被科学家昵称作“天使之翼”;小一点的只有12毫米，叫“罗斯”。

确切地说，被琥珀定格的小动物曾生活在约9900万年前，来自白垩纪中期诺曼森阶。那是一个古鸟类与非鸟恐龙共存的时代。一些恐龙，也已经进化出了羽毛结构。

为了搞清楚这些带着羽毛的小翅膀的骨骼形态和系统地位，白明带着标本，开始四处借助精密的仪器和先进的技术，给它们“查户口”。

通过中科院动物所的荧光反应和显微CT、中科院高能所的同步辐射、上海光源同步辐射等仪器的扫描检测，获得了大量翅膀的相关数据，再经过计算机三维重建，白明的团队最终重建出了两个翅膀的外部皮肤(含羽干)和内部骨骼的三维形态图。

首先排除了造假的可能性。一致的荧光色证实两个标本的各个部分都是原始材料，未经切割和改造。而琥珀中同时存在的已经灭绝的昆虫，则是更为直接的证据。

古脊椎所的邹晶梅研究员和王敏副研究员指出，基于重建的骨骼三维形态图，可以确定两件标本都属于典型的反鸟类。标本极小的尺寸、骨骼的发育情况、各指的比例等，都表明二者是早熟性的幼鸟。

所谓反鸟类，是出现于白垩纪的，一类相对原始且十分特化的鸟类。它们肩带骨骼的关节组合与现生鸟类——今鸟类相反，并且因此而得名。在鸟类演化史上，反鸟类和今鸟类是两个主要的谱系。不过到了白垩纪末期，反鸟类就完全灭绝了。

目前，科学家们暂时把“天使之翼”和“罗斯”归于同一个物种，但它们发育后的成体，可能会有很大的不同。

在为琥珀中的脊椎动物做重建时，科学家们发现了一个无脊椎动物标本中很少见的现象：骨骼先降解。最极端的情况，在一颗琥珀中，一只蜥蜴外皮完整、栩栩若生，一旦通过CT扫描，却发现里面什么都没有。

这种现象的埋藏学机理尚不完全明确，但是已经给3D重建带来了很大挑战。白明说：“这可能是未来琥珀脊椎动物标本研究中的一个重要课题。”

直击最小的“恐龙”

其实，“天使之翼”和“罗斯”并非琥珀中发现的唯二鸟翅。但是它们代表了两种极端情况。

“天使之翼”在琥珀里留下了爪痕等挣扎的迹象，标本四周有大量腐败物，推测可能是体液造成的。种种特征都表明，当时的小鸟在被树脂部分包裹时还活着;而“罗斯”，应该是来自一具尸体。

为了解释两种截然不同的现象，科学家们做了种种猜测：“天使之翼”可能是在健康状况不佳或突发意外时被树脂覆没了翅膀，无力挣脱而缓慢死亡;“罗斯”则可能遭遇了掠食者攻击，它的翅膀被撕下来、丢弃掉。

“这赋予了标本新的意义：古生物的生态学和行为学研究线索。”邢立达说。

在开启的琥珀宝库里，不光有鸟类翅膀，还有青蛙、蜥蜴等脊椎动物的标本。正在进行和即将开展的这一系列研究，将给公众展示一个较强多样化的，东南亚白垩纪中期脊椎动物群。

同时，他们所做的工作也有着“抢救性”的意味，因为大量的珍贵琥珀标本，因为被视为珠宝加工中的杂质，而遭到非常严重的过度切割和打磨。

“标本虽小，但极为难得，从某种角度上，它们是世界上最小的恐龙。”中国科学院古脊椎所的徐星研究员如此评价，“这是我们首次在如此大规模的细节上去了解反鸟类。”

不过，白明和邢立达也笑着坦言，在检测结果出来前，他们很希望琥珀里是真正意义上的非鸟恐龙。

科学家说，不排除有一天，琥珀这种大自然的馈赠，真的能帮助人类直接一睹恐龙真容。

原文链接：

Mummified precocial bird wings in mid-Cretaceous Burmese amber

原文摘要：

Our knowledge of Cretaceous plumage is limited by the fossil record itself: compression fossils surrounding skeletons lack the finest morphological details and seldom preserve visible traces of colour, while discoveries in amber have been disassociated from their source animals. Here we report the osteology, plumage and pterylosis of two exceptionally preserved theropod wings from Burmese amber, with vestiges of soft tissues. The extremely small size and osteological development of the wings, combined with their digit proportions, strongly suggests that the remains represent precocial hatchlings of enantiornithine birds. These specimens demonstrate that the plumage types associated with modern birds were present within single individuals of Enantiornithes by the Cenomanian (99 million years ago), providing insights into plumage arrangement and microstructure alongside immature skeletal remains. This finding brings new detail to our understanding of infrequently preserved juveniles, including the first concrete examples of follicles, feather tracts and apteria in Cretaceous avialans.