古生物學家發現1.8億年前魚龍身上的脂肪!

古生物學家發現1.8億年前魚龍身上的脂肪!

如果你見過肥肉石,真的會以為那是由肥肉變成的,但實際上肥肉是不可能變成石頭甚至是化石的。凡事都有例外,古生物學家最近就在一條來自德國已經有1.8億年歷史的魚龍化石身上找到了脂肪的痕迹,這次的發現將顛覆了我們對於魚龍的認知。

圖註:「花肉石」。的確很像五花肉,圖片來自網路


非同凡響的狹翼魚龍

圖註:捕食烏賊的狹翼魚龍,圖片來自網路

圖註:成群活動的海豚,圖片來自網路

狹翼魚龍(Stenopterygius)是一種生活在距今1.89至1.75億年前早侏羅世時期的魚龍。看看狹翼魚龍的樣子,人們很容易將它與海豚搞混,它們有著相似的外形,比如:細長的口鼻部、膨大的腦袋、圓鼓的身體、三角形的背鰭、細長的胸鰭及發達的尾鰭。雖然外形相似,但是魚龍和海豚一個屬於爬行動物,一個屬於哺乳動物,它們之所以長得像是趨同演化的結果。

圖註:霍爾茨馬登位於德國南部,圖片來自網路

圖註:孩子們正在霍爾茨馬登挖掘化石,圖片來自網路

圖註:1.8億年前的霍爾茨馬登是一片海洋,圖片來自網路

狹翼魚龍的生存範圍包括了整個西歐,但是發現其化石最多最精美的地方還是德國的霍爾茨馬登(Holzmaden),這裡的黑色沉積石灰岩中保存了包括狹翼魚龍在內的大量海洋生物的化石。正是因為發現了海洋生物的化石,我們才知道原來在億萬年前的侏羅紀時期,今天位於德國南部的霍爾茨馬登竟然是一片熱帶海洋。

霍爾茨馬登發現的狹翼魚龍化石以精美絕倫著稱,其中不僅保存了完整的骨骼,甚至還有軟組織的痕迹,讓我們能夠看到其背鰭和尾鰭的輪廓。軟組織的保存對於人們更準確的復原狹翼魚龍的外觀有重要的作用。

圖註:與菊石保存在一起的狹翼魚龍化石,圖片來自網路

圖註:保存了生產狀態的狹翼魚龍化石,圖片來自網路

圖註:狹翼魚龍生產的骨骼線圖,圖片來自網路

除了保存有軟組織結構,狹翼魚龍還為我們揭開了魚龍生殖之謎。古生物學家在一些狹翼魚龍的身體內發現了小魚龍的殘骸,起初研究者認為大魚龍會吃小魚龍,可那具著名的狹翼魚龍生產化石發現之後,我們才知道原來狹翼魚龍和整個魚龍家族都是採用卵胎生的,這是高度適應海洋生活的表現。

我們通過研究狹翼魚龍的化石獲得了大量的信息,這其實只是開始。


來自1.8億年前的肥肉

圖註:正在研究滄龍化石的Johan Lindgren圖片來自網路

瑞典隆德大學的古生物學家Johan Lindgren是研究中生代海生爬行動物的專家,他很早就注意到在許多魚龍化石中,骨骼與表皮之間除了肌肉之外還有一些間隙,這些間隙應該有大面積的軟組織。

隨著技術的進步,特別是能夠測試化石中具體部分化學物質的組成,Lindgren決定研究一條保存了軟組織結構的魚龍化石,搞清楚那層間隙到底是什麼,同時還能檢驗一下在化石的修復過程中,為了加固化石使用的穩定劑及周圍環境中的物質是否會對化石本身造成污染。

圖註:豪夫博物館,圖片來自網路

圖註:編號為MH 432的狹翼魚龍化石,圖片來自國家地理中文網

去哪兒找保存理想的魚龍化石呢?Lindgren將目光投向位於霍爾茨馬登的豪夫博物館(Urwelt-museum Hauff),這座博物館裡收藏了大量精美而珍貴的魚龍化石。博物館在尋遍館藏化石後還真的找到了一具符合要求的魚龍化石(編號:MH 432)。消息一出,來自世界各地的23名科學家立即加入了Lindgren的研究團隊,他們要搞清魚龍化石中的秘密。

圖註:研究中發現的脂肪結構,圖片來自論文

圖註:日本人正在切割鯨類,可以看到皮下的脂肪層,圖片來自網路

在對化石進行研究中,古生物學家注意到皮膚殘留中有皮下組織,竟然是微黃色的脂肪層。為了進一步確認,古生物學家將皮下組織與今天海豚和棱皮龜對比,發現結構相同,這證明了狹翼魚龍是有脂肪層的。脂肪層的作用是保溫,同時還可以儲存能量和增加浮力。這層來自1.8億年前的「肥肉」證明:狹翼魚龍像今天海洋中的鯨類一樣是溫血動物!


還原狹翼魚龍的本來顏色

儘管我們復原的狹翼魚龍外形已經非常精確了,但是它的顏色卻是猜想出來的。這次對於狹翼魚龍化石的研究不僅發現了皮下的脂肪層,而且還找到了黑素細胞。黑素細胞學名Melanosome,其內部色素顆粒的排列決定了顏色。

圖註:關於狹翼魚龍最新的體色復原,圖片來自國家地理中文網

根據化石中保存的黑色細胞,古生物學家已經成功復原了包括中華龍鳥、近鳥龍、鸚鵡嘴龍在內的多種顆粒的顏色,但是在魚龍化石中發現黑素細胞還是第一次。研究團隊使用高解析度分光鏡和X射線技術對化石的黑色素進行掃描,重塑了狹翼魚龍黑素細胞的三維模型。研究表明,狹翼魚龍的體色分布與今天的海洋生物相似,其背部的顏色較深,腹部的顏色較淺,這種體色分布不僅便於隱蔽,而且還能夠調節體溫。

關於狹翼魚龍的研究以論文的形式發表在《自然》雜誌上,論文名為《侏羅紀魚龍化石中恆溫與隱蔽的軟組織證據》(Soft-tissue evidence for homeothermy and crypsis in a Jurassic ichthyosaur)。在研究中,參與研究的美國古生物學家Mary Schweitzer還提出在化石中發現了原始蛋白,對於這些蛋白的進一步研究將會揭開關於魚龍的更多秘密。

圖註:遨遊在淺海中的狹翼魚龍將會給我們帶來更多驚喜,圖片來自網路


參考文獻:

1.Michael W. Maisch and Andreas T. Matzke (2000). "The Ichthyosauria" (PDF). Stuttgarter Beitr?ge zur Naturkunde: Serie B. 298: 1–159. Archived from the original (PDF) on 2011-07-18.

2.Michael W. Maisch (2008). "Revision der Gattung Stenopterygius Jaekel, 1904 emend. von Huene, 1922 (Reptilia: Ichthyosauria) aus dem unteren Jura Westeuropas" (PDF). Palaeodiversity. 1: 227–271.

3.Huene F. von 1939. Ein ganzes Ichthyosaurier-Skelett aus den westschweizerischen Voralpen. Mitteilungen der Naturforschenden Gesellschaft in Bern 1939, pp.: 1-14

4.Lindgren, Johan; Sj?vall, Peter; Thiel, Volker; Zheng, Wenxia; Ito, Shosuke; Wakamatsu, Kazumasa; Hauff, Rolf; Kear, Benjamin P.; Engdahl, Anders; Alwmark, Carl; Eriksson, Mats E.; Jarenmark, Martin; Sachs, Sven; Ahlberg, Per E.; Marone, Federica; Kuriyama, Takeo; Gustafsson, Ola; Malmberg, Per; Thomen, Aurélien; Rodríguez-Meizoso, Irene; Uvdal, Per; Ojika, Makoto; Schweitzer, Mary H. (2018). "Soft-tissue evidence for homeothermy and crypsis in a Jurassic ichthyosaur". Nature. doi:10.1038/s41586-018-0775-x.

圖片 / 部分網路(侵刪)

文字 / 江氏小盜龍(江泓)

排版 / 江氏小盜龍


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