恐龙如何弄丢了手指,小短手萌生记

作者:澳门新葡8455

手太短了也不好,太低的东西挖不到啊

这些大爪子很有可能是用来挖掘破坏朽木和蚁穴的,以便恐龙吃食内部的蚂蚁或者白蚁。“半爪龙和西域爪龙的化石,正好展示了阿尔瓦雷斯龙类逐渐适应这种新食物的过程,因此非常重要。”徐星说。

■本报记者 丁佳

研究历程篇

上图是乌拉特半爪龙复原图,下图为彭氏西域爪龙骨骼线图

有趣的是,早期的阿尔瓦雷斯龙类具有典型的肉食型牙齿和更利于抓握猎物的手部,而晚期类群演化出了巨大的单爪,这些大爪子很有可能用来挖掘破坏朽木和蚁穴并且吃食内部的蚂蚁或者白蚁。半爪龙和西域爪龙的化石,则恰好展示了这类恐龙逐渐适应新食物的过程。

阿尔瓦雷斯龙类

乌拉特半爪龙形态奇怪的手部

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快跑的爪儿有虫吃,临河爪龙复原图(徐星供图、NobuTamura 绘)

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然而,直到此次发现之前,阿尔瓦雷斯龙类的化石记录在最原始类群和进步类群之间,始终存在着超过9000万年的间隔,尤其是在早白垩世,世界范围内没有任何确切的化石记录。

来源:中国科学院古脊椎动物与古人类研究所返回搜狐,查看更多

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相关论文信息:doi:10.1016/j.cub.2018.07.057

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人类对阿尔瓦雷斯龙类如何减少和逐渐丢失手指这一复杂过程一直迷惑不解。对像人类这样的灵长类而言,灵活的手指可以帮助捕猎、收集食物,发明和使用工具,这是人类逐渐与猿类区分开来的关键进化。但兽脚类恐龙却经历了不同的趋势——手指减少。“但它们多数减少到3个手指就稳定下来,像阿尔瓦雷斯龙类这样的个别类群,情况更为特殊。”徐星说。

克拉克说:“这类恐龙展示了生物是如何随着时间而改变它们的生态位,比如从食肉转变到食虫的。”

再而后,又报道了一件产自蒙古的新标本,因为头骨太像鸟的头骨了,就被命名为 Shuvuuia ,也就是蒙古“鸟”的意思,当时译称沙漠蒙古古鸟(今翻译为沙漠鸟面龙)。相关研究引起了很大的争议,很多科学家发文认为这几件蒙古的标本,是恐龙而不是鸟,但在相当长一段时间,没有人把晚白垩晚期蒙古的几个当时被称为“单爪鸟类(现在翻译为单爪龙类)”标本和远在地球另一端的晚白垩世早期的阿尔瓦雷斯龙科的成员联系起来。

徐星说,这两个新恐龙的化石材料呈现出其类群进化的过渡性。它揭示了阿尔瓦雷斯龙类恐龙如何演化出只有一个手指的手。

徐星、美国乔治华盛顿大学教授詹姆斯:克拉克和内蒙古龙昊地质古生物研究所教授谭琳共同领导的联合考察队,于2005年在中国新疆准噶尔盆地发现了西域爪龙,并于2009年在中国内蒙古自治区西北部地区发现了半爪龙。

阿尔瓦雷斯龙类(当时建立的是科),是南美传奇恐龙科学家波拿巴在研究报道一类发现于阿根廷的兽脚类恐龙——阿尔瓦雷斯龙属时,建立的一个分类单元。 熟悉恐龙灭绝理论的你,肯定一下就会想起提出陨石撞击地球导致恐龙灭绝学说的物理学家,诺贝尔奖获得者阿尔瓦雷斯和他的儿子,地质学家小阿尔瓦雷斯。那么,这类恐龙应该是纪念阿尔瓦雷斯父子的吧?

徐星与合作者詹姆斯·克拉克教授在内蒙古自治区进行野外考察

“一指禅”恐龙如何弄丢了手指

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最早和最晚的阿尔瓦雷斯龙类之间存在一个至少长达9000万年的化石空白阶段。半爪龙和西域爪龙恰好生活在这一空白阶段的中间点左右。

手指或脚趾数目的减少,在四足动物演化历程中出现过很多次。其中最著名的例子就是北美洲的“马化石序列”。这是一系列从原始类群到进步类群的马类化石,它们揭示了马类演化中四肢指/趾逐渐减少到1个的过程。

以半爪龙属早白垩世的阿尔瓦雷斯龙类为代表,它们的最内侧手指逐渐变为最为发达的手指,但前肢还相对较长,整体面貌介于晚侏罗世阿尔瓦雷斯龙类和晚白垩世阿尔瓦雷斯龙类之间。

西域爪龙于2005年发现于中国新疆的准噶尔盆地,半爪龙于2009年发现于中国内蒙古自治区西北部地区。“新发现显示,阿尔瓦雷斯龙类很可能在亚洲起源后迁徙到其他大陆的,这不同于传统观点,即这一类群在泛大陆解体过程中分别在南方大陆和北方大陆进行了独立演化。”徐星说。

8月24日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星领导的国际团队在《当代生物学》杂志上发表了一项最新研究成果。他们在中国发现了两种新的恐龙——乌拉特半爪龙和彭氏西域爪龙,从而提升了人类对阿尔瓦雷斯龙类如何减少和逐渐丢失手指这一复杂过程的理解。

幸运的是,中科院古脊椎所徐星研究员联合美国乔治华盛顿大学同事,在2010年报道了当时已知最早的阿尔瓦雷斯龙类的代表——灵巧简手龙(Haplocheirus sollers),简手龙的发现一次性的将阿尔瓦雷斯龙类的化石记录提前到了约一亿六千晚年晚侏罗世,阿尔瓦雷斯龙类也成为了手盗龙类中化石记录最早的类群之一。

牛津大学的罗杰·本森博士认为,两件新的化石标本具有很长的前肢,这说明这种恐龙在演化历程较晚的时候才有了短前肢。

基于此,科研人员对半爪龙和西域爪龙进行形态学进行观察研究,逐渐揭示了阿尔瓦雷斯龙类前肢的宏演化历程:从早期较长的“抓握型”前肢,到前肢较长并拥有特化手爪的半爪龙和西域爪龙,再到晚期高度特化、缩短、长着功能性单指的前肢。

此次研究极大的丰富了阿尔瓦雷斯龙类种类,尤其是原始阿尔瓦雷斯龙类,从简手龙属一个“独苗“,到敖闰龙、简手龙、半爪龙、西域爪龙和吐谷鲁龙的”五子登科“,这使得我们对阿尔瓦雷斯龙类在晚侏罗世到早白垩世的演化历程,第一次有了详细的了解。

这一最新研究成果在线发表在8月24日的美国《当代生物学》杂志上。研究者是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员、美国乔治·华盛顿大学詹姆斯·克拉克教授和内蒙古龙昊地质古生物研究所谭琳教授等。

这两种新的阿尔瓦雷斯龙类化石恰恰产自这9000万年地质历史间隔期。它们具有一些典型的晚期阿尔瓦雷斯龙类特征,比如特化增大的第一指爪、具有高力学效率的前臂结构和粗壮的肱骨。但是,它们前肢的相对比例却更接近原始类群。

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兽脚类恐龙基本都是食肉恐龙,如霸王龙、迅猛龙等,但阿尔瓦雷斯龙类恐龙却是“食虫”的。研究合作者、南非金山大学的乔尼尔博士说:“它们像恐龙里面的土豚和食蚁兽。”

阿尔瓦雷斯龙类代表性物种复原图展现了前肢有趣的演化历程。 徐星供图、Vikto Radermacher绘

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研究者之一克拉克教授说,从食肉转变到食虫——这类恐龙展示了一个演化支系上的生物是如何随着时间而改变它们在食物链上的位置的。

《中国科学报》 (2018-08-28 第4版 综合)

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对这两种新恐龙的形态学观察研究揭示了阿尔瓦雷斯龙类的前肢宏演化历程:从早期前肢较长,有三个手指,便于抓握;到半爪龙和西域爪龙仍有三个手指,但外侧两个明显变细、变短;再到晚期前肢变短,多数还是三个手指,但能用的只有一个大拇指,其他两个非常小,甚至个别晚期物种就只有一个手指了。

此外,这些“短胳膊”恐龙的体型非常小,有的体长甚至小于1米。这和另一类前肢缩短的著名恐龙——体型庞大的暴龙明显不同。

一个对“单爪”的临河爪龙的奇怪脑洞

它们属于兽脚类恐龙中最为奇异的一个类群——阿尔瓦雷斯龙类恐龙家族,有着醒目的大爪子、短胳膊,体型“迷你”,甚至不到1米长。在时间尺度上,这两种恐龙生活在早白垩世,介于早期和晚期阿尔瓦雷斯龙类之间。

“这种转变以渐进的方式持续了近5000万年。”徐星说,“也许有一天,阿尔瓦雷斯龙类的演化历程会变成像‘马化石序列’那样经典的宏演化例证。”

当然,阿尔瓦雷斯龙类作为虚骨龙类中最不为人所知的一个类群,还有着非常多的科学问题有待我们去探索。比如阿尔瓦雷斯龙类为何在白垩纪越变越小?前肢为何越来越短?牙齿为何逐渐减少?这些问题,都需要更多的化石材料和相关研究才能为我们解答。

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来自远古的生物经常突破人类的想象力。在这些千奇百怪的动物中,一类名为阿尔瓦雷斯龙的恐龙可能是兽脚类恐龙中最为奇异的一个类群——它们有着与鸟类相似的头骨和后肢,但在极短却非常强壮的前肢上只长着一个特化的大型指爪。

而后不久,美国纽约自然历史博物馆的考察队,陆续在外蒙古晚白垩世晚期地层当中报道了一些翅膀高度退化的“鸟”的化石,这种“鸟”不但没有翅膀,整个前肢还极度缩短,手部只保留了一个大的手指(实际上还有两个极小的手指),因此 “单爪鸟”就闪亮登场了。

有趣的是,早期的阿尔瓦雷斯龙类具有典型的肉食型牙齿和更利于抓握猎物的手,而只有晚期的阿尔瓦雷斯龙类才演化出了巨大的单爪。

那么,阿尔瓦雷斯龙类到底是怎么逐渐把自己的手指丢失的?

随着对阿尔瓦雷斯龙类手部演化研究,这个类群恐龙在演化史上的生态位的变化,也逐渐明晰起来。晚侏罗世的阿尔瓦雷斯龙类,具有灵巧的手掌和带有锯齿的牙齿,这说明此时的它们还是以捕猎小型动物为生的捕食者。但从早白垩世的半爪龙属和西域爪龙属开始,逐渐特化加大的第一指和适合挖掘的前臂,说明这类恐龙开始用前肢做更多的挖掘工作。

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“阿尔瓦雷斯龙类是一类不可思议的动物。”论文合作者、南非金山大学乔尼尔博士介绍说,“它们就像恐龙里面的土豚和食蚁兽。”

(图片来自维基百科,作者ArthurWeasley)

中国科学家领衔的国际研究团队日前发现和命名了两种新的恐龙:乌拉特半爪龙和彭氏西域爪龙。凶猛的兽脚类恐龙家族里多了两个来自中国的“萌货”。

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