说起“恐龙”,大家脑海中会浮现出哪些形象?正如一千个人心目中有一千个哈姆雷特,一千个人心中至少有999只恐龙。有人热衷最的霸王龙,有人喜欢最庞大的泰坦巨龙,也有人痴迷体型虽小但最终飞上蓝天的小型带羽毛恐龙。

来源:科学大院

说起“恐龙”,大家脑海中会浮现出哪些形象?正如一千个人心目中有一千个哈姆雷特,一千个人心中至少有999只恐龙。有人热衷最的霸王龙,有人喜欢最庞大的泰坦巨龙,也有人痴迷体型虽小但最终飞上蓝天的小型带羽毛恐龙。

(图片来源:veer图库)(图片来源:veer图库)

那如果我问,最怪异的恐龙是什么呢?相信每一个恐龙爱好者也都有自己的答案。

下面即将登场的,正是一类非常“怪异”的恐龙,被很多学者和古生物爱好者称为“谜一样的恐龙”。 无论是它们曲折离奇的家史,还是它们奇怪的身体结构,众说纷纭的食性与生态位,甚至它们几经波折的研究历史,都是恐龙里面极其少见的。

可惜的是,由于这类恐龙发现得较晚,名字也有些拗口,它们的名声并不算响亮。但毋庸置疑的是,它们是恐龙研究领域最有趣、也是最奇特的一个类群——阿尔瓦雷斯龙类。

出身名门,“谜一样的恐龙”

说起这类恐龙,其实可以说是出自名门。阿尔瓦雷斯龙类最早的,就来自上世纪阿根廷最著名的恐龙猎人、古生物学家何塞波拿巴(José Fernando Bonaparte)。这位与有着同一个姓氏的科学家,在成就方面也不遑多让。

波拿巴几乎以一己之力撑起了整个南美的恐龙研究,一生研究命名了25种恐龙,迄今大部分都是有效属种。因此,他被同行称为“中生代研究的大师(Master of Mesozoic)”。拥有高度退化前肢的食肉牛龙,就是他的重要发现。波拿巴于1991年研究了卡氏阿尔瓦雷斯龙Alvarezsaurus calvoi,并建立了一个兽脚类恐龙中的新的“科”——阿尔瓦雷斯龙科(Alvarezsauridae)。

然而,这样一个兽脚类恐龙的新科新属新种的发现并没有掀起太澜,这可能于这篇论文是以西班牙语发表有关(这里体现了国际语言的重要性)。 在相当长一段时间内,阿尔瓦雷斯龙科内仅存孤零零的一属一种。

何塞波拿巴与他发现的卡氏阿尔瓦雷斯龙(图片来源:维基百科)何塞波拿巴与他发现的卡氏阿尔瓦雷斯龙(图片来源:维基百科)

造成阿尔瓦雷斯龙类惨遭埋没的另一个可能的原因,是当时无论学界还是公众的所有注意力,都被与“龙-鸟演化”这一大问题相关的带羽毛恐龙和原始鸟类吸引了。其中一个举世瞩目的发现,就是在在地球的另一端,国的戈壁沙漠上,美国、和俄罗斯的科学家们相继了一系列小型的生活在白垩纪的不会飞的“鸟”!这些鸟前肢极度缩短却粗壮,每个手指仅有一个的爪子,因此被命名位“单爪鸟类”。这些“单爪鸟”的发现在学界上引起了轩然,关于它们究竟是鸟类还是恐龙的争论喧嚣尘上。

然而,当时并没有人将它们与地球另一端巴塔哥尼亚高地上的这种叫阿尔瓦雷斯龙的小恐龙联系起来。

沟通两类看起来不相关的事物,需要的恰恰就是“桥梁”。而阿尔瓦雷斯龙类和“单爪鸟”之间的桥梁,是同样发现于阿根廷的普埃尔塔巴塔哥尼亚爪龙。阿根廷科学家发现的这种新的阿尔瓦雷斯龙类,既有典型的阿尔瓦雷斯龙类特征,也具有“单爪鸟”的特异性前肢。

这说明,所谓的“单爪鸟”实际上是生活中晚白垩世的小型阿尔瓦雷斯龙类。这个观点随着兽脚类恐龙系统学的蓬勃发展,逐渐受到了学界公认。而阿尔瓦雷斯龙类的一半成员“单爪鸟”类,也“放弃”了它们的鸟类身份,回归了“非鸟恐龙”的大家庭,处于手盗龙类中相对原始的位置。

游子归来,家在何方?

游子归来,那下个问题便是家在何方。

阿尔瓦雷斯龙类恐龙成为了手盗龙类演化研究中的重要一环,那探究它们从何处而来,从何而来便成了研究手盗龙类演化的一个重要问题。

科学家一直盼望着在侏罗纪的地层当中找到手盗龙类原始成员的身影,这不但能帮助我们更好的了解手盗龙类的演化,更重要的是可以解决恐龙到鸟类演化中的“时间悖论问题”(即公认的第一只鸟石板始祖鸟的地质年代要相较当时发现的大部分手盗龙类恐龙更古老)。

出人意料的是,打破这个悖论的新恐龙,竟然是一类阿尔瓦雷斯龙类。2010年,古脊椎所徐星研究员团队在《科学》杂志发表了一件来自新疆石树沟组中-晚侏罗世地层的阿尔瓦雷斯龙类新种——灵巧简手龙。

灵巧简手龙生态复原图(图片来源:徐星,秦子川等)灵巧简手龙生态复原图(图片来源:徐星,秦子川等)

简手龙的发现,直接将阿尔瓦雷斯龙类存在年限向前推了六千三百万年,成为了当时已知最古老的(老于始祖鸟)的手盗龙类恐龙。

可是,新的问题又出现了,在灵巧简手龙和晚白垩世阿尔瓦雷斯龙类之间六千余万年的空档期之间,发生了什么?

所幸,这个问题并没有困扰科学家们太久。2018年,古脊椎所徐星研究团队又一次改变了学界阿尔瓦雷斯龙类的认识。

他们在《当代生物学》(Current Biology)杂志刊文,了两种新的生活在早白垩世的阿尔瓦雷斯龙类——彭氏西域爪龙和乌拉特半爪龙。这两种恐龙是阿尔瓦雷斯龙类在早白垩世的一次发现,这也让这个类群的演化历史逐渐清晰了起来。

侏罗纪、白垩纪的阿尔瓦雷斯龙类 (图片来源:徐星供图、Vikto Radermacher 绘制)侏罗纪、白垩纪的阿尔瓦雷斯龙类 (图片来源:徐星供图、Vikto Radermacher 绘制)
意外石树沟爪龙正型标本及骨骼线图。比例尺分别为200毫米(骨骼线图)和20毫米(化石)。(图片来源:秦子川)意外石树沟爪龙正型标本及骨骼线图。比例尺分别为200毫米(骨骼线图)和20毫米(化石)。(图片来源:秦子川)

意外石树沟爪龙是继灵巧简手龙和赵氏敖闰龙之后,中国新疆准噶尔盆地石树沟组地层中发现的第三种阿尔瓦雷斯龙类恐龙,也与它们一起构成了目前已知最早的阿尔瓦雷斯龙类化石分布(中-晚侏罗世)。这三种恐龙一起,为人类还原了这一类“谜一样的恐龙”的 最初相貌。

有趣的是,这三种恐龙虽然都属于阿尔瓦雷斯龙类,它们的正型标本在形态特征和体型都各不相同,这表明在目前已知的阿尔瓦雷斯龙类最早的化石记录当中,这类恐龙的多样性就已经显现了。

意外石树沟爪龙的发现有着两大重要意义:

一是它的前肢兼具普通兽脚类恐龙和阿尔瓦雷斯龙类特化前肢的特点,但又与同层产出的其他阿尔瓦雷斯龙类不同,表明了阿尔瓦雷斯龙类前肢演化的情况非常复杂。有几种恐龙都以“小短手”而著名,比如霸王龙、食肉牛龙,还有本文的主角阿尔瓦雷斯龙类。然而,这些“小短手”是怎么来的?随着此次新恐龙的发现,可以让我们更好的去理解这种“小短手”出现的过程。

二是这件标本虽然很小,仅为其近亲的三分之一大小,但经过骨组织学研究发现已经成年,这说明小体型的阿尔瓦雷斯龙类出现远比之前估计的要早,这个类群的体型演化是一个非常复杂的过程。在包括鸟类在内的所有兽脚类恐龙当中,仅鸟类和阿尔瓦雷斯龙类两个支系在白垩纪呈现了一个体型小型化过程,而其他的类群大部分都呈现体型的大型化。对于鸟类而言,体型小型化可能与飞行的适应有关。那么对于阿尔瓦雷斯龙类,小型化意味着什么呢?未来的进一步研究也许会揭晓,让我们拭目以待吧!

 在系统演化树上呈现的阿尔瓦雷斯龙类前肢演化和体型演化历程。(图片来源:秦子川) 在系统演化树上呈现的阿尔瓦雷斯龙类前肢演化和体型演化历程。(图片来源:秦子川)

此次意外石树沟爪龙的发现,也使得中国成为了阿尔瓦雷斯龙类化石最为丰富的国家,共8属8种。同时,中国也是唯一同时具有晚侏罗世、早白垩世和晚白垩世阿尔瓦雷斯龙类化石记录的国家。中国连续的阿尔瓦雷斯龙类化石记录为我们进一步研究这种“谜一样的恐龙”提供了无与伦比的优越条件,希望在未来的研究当中,能够进一步的揭开笼罩在这类恐龙身上的层层谜题,还原“谜一样的恐龙”本身的样貌。

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