相信喜歡看科幻冒險(xiǎn)電影的人，一定都看過《侏羅紀(jì)公園》。這個(gè)影片主要講述了哈蒙德博士召集大批科學(xué)家利用琥珀里面困住的遠(yuǎn)古蚊子體內(nèi)的血液，提取出恐龍的基因信息，并利用這些信息培育繁殖恐龍，最終將已絕跡6500萬年的史前龐然大物復(fù)生，使整個(gè)努布拉島成為恐龍的樂園，就是所說的“侏羅紀(jì)公園”。然而卻導(dǎo)致了一連串的悲劇……

　　仔細(xì)想想，電影里的這種場(chǎng)景真的會(huì)發(fā)生在現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中嗎？

　　25年前，美國(guó)作家邁克爾·克萊頓在小說《侏羅紀(jì)公園》里想象，科學(xué)家在琥珀保存的蚊子體內(nèi)找到了恐龍血的殘跡。當(dāng)然，這只是在科幻小說里的場(chǎng)景，并不是現(xiàn)實(shí)當(dāng)中的真實(shí)寫照。不過你也不必為此感到失望，因?yàn)楝F(xiàn)在，在現(xiàn)實(shí)的科學(xué)世界里，我們有了比小說里更好的發(fā)現(xiàn)。在2016年的6月29日，一項(xiàng)由中國(guó)和加拿大兩國(guó)領(lǐng)銜的跨國(guó)合作研究誕生，他們宣布在琥珀中發(fā)現(xiàn)了恐龍時(shí)代的古鳥類，距今大約9900萬年。

　　中國(guó)北京地質(zhì)大學(xué)的邢立達(dá)博士表示，我從來沒有奢望過我們能在琥珀里發(fā)現(xiàn)白堊紀(jì)的鳥類——獸腳類恐龍的后裔，但是它們就真真切切地出現(xiàn)在你面前，我才意識(shí)到這是人類首次有機(jī)會(huì)看到真實(shí)的古鳥類。這兩件標(biāo)本來自著名琥珀產(chǎn)區(qū)緬甸北部克欽邦胡康河谷，包括兩個(gè)鳥類翅膀和部分軟組織，除此之外，還保存了一些已滅絕的遠(yuǎn)古昆蟲，這些也是作為化石真實(shí)性最為直接的證據(jù)。加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館的瑞安·麥凱勒教授介紹：標(biāo)本來自白堊紀(jì)中期諾曼森階，我們將其稱之為“天使之翼”與“羅斯”標(biāo)本，標(biāo)本非常小，天使之翼展開后為18毫米，而羅斯只有12毫米，這極小的尺寸、骨骼的發(fā)育情況、各指的比例，都表明標(biāo)本為早熟性的幼鳥。

　　其實(shí)，經(jīng)過幾十年研究，恐龍時(shí)代古鳥類化石已經(jīng)不再是難得一見的場(chǎng)景。但是絕大部分化石只能保存硬質(zhì)結(jié)構(gòu)，也就是鳥類的骨骼，這些化石雖然十分有用，但終歸缺失了皮膚和羽毛等軟組織的重要信息。還有少部分化石，比如中國(guó)遼寧等地的白堊紀(jì)化石，保存在非常細(xì)膩的沉積巖中，軟組織在巖石上留下了精細(xì)的印痕，雖然保存了大量重要細(xì)節(jié)，但這也只是組織的印痕而非動(dòng)物本身。像今天這樣，直接在琥珀中找到古鳥類軟組織，還真的是第一次。

　　想要知道發(fā)現(xiàn)完整的古鳥類化石來之不易的原因，我們就必須得了解，琥珀里究竟都能保存些什么。要知道，琥珀是樹脂經(jīng)地質(zhì)作用所形成的化石。“樹脂”指的是部分植物專門分泌出來對(duì)抗捕食者和病原體的萜類化學(xué)物質(zhì)，不是割開樹皮就能流出來的樹汁，這里的“樹汁”是指植物體內(nèi)輸送營(yíng)養(yǎng)的液體，大部分還是水。當(dāng)萜類化學(xué)物質(zhì)——樹脂流出之后，除了失去揮發(fā)性物質(zhì)并硬化之外，它還會(huì)逐漸發(fā)生交聯(lián)、聚合和環(huán)化等一系列反應(yīng)，最終成為化石。

　　因?yàn)闃渲扯确浅８撸匝貥淞飨碌臅r(shí)候很容易裹挾上小動(dòng)物和植物葉片。但是，更重要的是，樹脂能夠讓被包裹的組織快速脫水，從而極大地抑制了細(xì)菌和真菌對(duì)生物尸體的分解。一些保存非常精美的琥珀化石甚至能留存亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，能夠觀察到細(xì)胞核、線粒體和葉綠體的存在。但是，保存了結(jié)構(gòu)卻不意味著保存了分子本身。一件化石可以在看起來完全保持了骨骼結(jié)構(gòu)的同時(shí)，卻擁有和骨骼毫無相似之處的化學(xué)成分。生物遺體變成化石所需要經(jīng)歷的時(shí)間十分漫長(zhǎng)，而且在這個(gè)過程中會(huì)和各種各樣其他物質(zhì)接觸，其原本的成分幾乎肯定會(huì)被更加穩(wěn)定的物質(zhì)取代，最終獲得的化石僅僅在外形上和原物一樣，分子則基本全都變成了石頭。

　　不過琥珀并不是普通化石，樹脂基本隔絕了它和外部的接觸，那么，它能逃過這一劫嗎？在20世紀(jì)80年代，有多個(gè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)表結(jié)果認(rèn)為能從琥珀中提取出DNA，一時(shí)間引人無限遐想?？巳R頓的《侏羅紀(jì)公園》正是受到了這些結(jié)果的啟發(fā)。不過讓人遺憾的是，這些結(jié)果后來都無法成功復(fù)現(xiàn)，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)獲得的DNA幾乎都是現(xiàn)代的，而且是污染產(chǎn)物。如今，科學(xué)家認(rèn)為，那些結(jié)果是早期聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)缺陷所導(dǎo)致的。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù)，它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制。它最大的特點(diǎn)，就是能將微量的DNA大幅增加。因此，無論是化石中的古生物、歷史人物的殘骸，還是幾十年前兇殺案中兇手所遺留的毛發(fā)、皮膚或血液，只要能分離出一丁點(diǎn)的DNA，就能用這種技術(shù)加以放大，進(jìn)行比對(duì)。所以說，如果有DNA幸存，那也肯定斷裂成短鏈了，但是早期擴(kuò)增DNA嚴(yán)重偏向長(zhǎng)鏈，只需痕量[hén liàng]長(zhǎng)鏈DNA污染就會(huì)導(dǎo)致假結(jié)果，改進(jìn)技術(shù)之后的檢測(cè)都找不到任何東西。

　　而進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，就算是木質(zhì)素、纖維素和幾丁質(zhì)這樣結(jié)實(shí)的大分子，在琥珀中也只能存在幾萬年幾十萬年。對(duì)于2500萬年以上的多米尼加琥珀的研究表明，最結(jié)實(shí)的大分子經(jīng)歷如此漫長(zhǎng)時(shí)間也已經(jīng)面目全非。琥珀堅(jiān)硬的外殼能夠阻止生物組織坍塌、破壞結(jié)構(gòu)，但是樹脂分子本身依然可以和生物分子借助硫基團(tuán)發(fā)生各種反應(yīng)。

　　邢立達(dá)博士認(rèn)為，緬甸琥珀標(biāo)本的年齡近1億年，即便使用超高靈敏新一代DNA測(cè)序技術(shù)也幾乎沒有什么可能獲得有價(jià)值的DNA片段，因此電影《侏羅紀(jì)公園》中恐龍場(chǎng)景目前依舊只能留在科幻里。也就是說，想依靠琥珀復(fù)活遠(yuǎn)古生物是不可能了——但是這不妨礙人們從中獲得前所未有的精密結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。

　　科學(xué)家由此進(jìn)行了更加精細(xì)的研究，他們根據(jù)骨骼來判斷，這兩件標(biāo)本屬于鳥綱下的“反鳥類”。這個(gè)類群之所以要如此命名，是因?yàn)樗募鐜Ч趋狸P(guān)節(jié)組合與今天的鳥類正好相反。它們誕生在白堊紀(jì)，曾經(jīng)一度繁盛，覆蓋全球。例如，遼西地區(qū)大量白堊紀(jì)鳥類化石都是反鳥亞綱成員，但是反鳥類終究在白堊紀(jì)末期面臨了和恐龍一樣的滅絕命運(yùn)。而與之相對(duì)的“今鳥類”則存續(xù)下來，并演化成了今天我們所見到的所有鳥類。英國(guó)布里斯托大學(xué)的邁克爾·本頓院士介紹，這些反鳥類幼鳥標(biāo)本已經(jīng)具有了現(xiàn)代鳥類的羽毛類型，這讓我們得以從細(xì)微的角度觀察到反鳥類幼鳥的羽毛生長(zhǎng)方式，鳥翼骨骼形態(tài)，以及羽囊、羽區(qū)和裸區(qū)等，這些細(xì)節(jié)都是前所未見的。

　　兩件標(biāo)本目前暫時(shí)歸屬于同一物種，這一物種的尺寸很小，骨骼發(fā)育也不完全，因此它們都是幼鳥。但是它們的羽毛又已經(jīng)發(fā)育到相當(dāng)晚期的程度，初級(jí)飛羽和次級(jí)飛羽都已經(jīng)十分明顯。由此判斷，它們應(yīng)當(dāng)是早成鳥：類似于今天的家雞，出殼之后不久就能自主活動(dòng)和覓食，而不需要留在巢窩中接受親鳥喂養(yǎng)。

　　臺(tái)北市立大學(xué)運(yùn)動(dòng)能力分析實(shí)驗(yàn)室的曾國(guó)維教授說：“‘天使之翼’標(biāo)本中的雙向爪痕，標(biāo)本四周的大量腐敗物，以及裸區(qū)暴露出的皂化外觀，都表明標(biāo)本至少在被樹脂部分包裹時(shí)還依然活著，其大部分腐敗過程在無氧環(huán)境中發(fā)生。而‘羅斯’標(biāo)本則沒有這些特征，說明它很可能來自一具尸體，在其接觸樹脂前就已經(jīng)完全腐敗。琥珀內(nèi)沒有大量腐敗物和掙扎痕跡也可能是某種行為學(xué)的結(jié)果：掠食者撕下了鳥的翅膀，但沒有食用，而是將它丟棄?！?/p>

　　我國(guó)中科院古脊椎所的徐星研究員認(rèn)為，標(biāo)本雖小，但是卻極為難得。標(biāo)本表明反鳥類似乎已具有現(xiàn)生鳥類的大部分羽毛類型，在羽毛的排列方式、顏色和微結(jié)構(gòu)上都非常相似。這是我們首次在如此大規(guī)模的細(xì)節(jié)上去了解反鳥類。

　　雖然這些琥珀不能用作復(fù)活之用，但是依然有巨大的進(jìn)一步研究空間。邢立達(dá)博士透露，除了此次發(fā)表的兩件鳥類化石，同批琥珀還有一批其他脊椎動(dòng)物標(biāo)本正在研究中。最終我們會(huì)看到一個(gè)非常多樣化的東南亞白堊紀(jì)中期脊椎動(dòng)物群，這將是一個(gè)極其美妙的未來。

　　好的，今天的非常科學(xué)到這里就要告一段落了。如果您想要了解更多的科普信息，可以搜索微信公眾號(hào)“feichangkexue”來關(guān)注我們，或者通過新浪官方微博“經(jīng)濟(jì)之聲非?？茖W(xué)”與我們節(jié)目組進(jìn)行互動(dòng)。主持人亞楠代表編輯制作感謝大家的收聽，并誠(chéng)邀您明天同一時(shí)間繼續(xù)與我們相約《非?？茖W(xué)》。



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