科普知識(shí):日本恐龍福地——福井,驚險(xiǎn)原始鳥類化石
來(lái)源:科普中國(guó)
發(fā)布時(shí)間:2020-05-26
瀏覽次數(shù):1977

 說(shuō)到日本,大家的第一印象也許是現(xiàn)代化的國(guó)際都市東京、有著長(zhǎng)安棋盤狀街道的古樸京都,其他像大阪、北海道、奈良、長(zhǎng)崎、熊本等地相信大家也都不陌生,并且這些都市都各有特色,但如果說(shuō)到“福井”,相信多數(shù)人都滿頭問(wèn)號(hào)。

  我在本科時(shí)期曾到福井交換留學(xué),記得每次說(shuō)到這個(gè)地方時(shí),親戚普遍的反應(yīng)是:

  “那個(gè)地方核災(zāi)沒問(wèn)題吧?”

  “那是福島…”

  “喔!我搞混了,是博多豚骨拉面很有名那個(gè)!”

  “那是福岡…”

  “那…福井到底有什么?”

  通常到這時(shí)我就會(huì)眼睛放光的回答:

  “有!恐!龍!”

  而就在幾天前,福井縣立恐龍博物館的研究團(tuán)隊(duì)在《Communications Biology》上發(fā)表了一篇題為“來(lái)自日本白堊紀(jì)早期的不尋常鳥類(獸腳類,鳥翼類)揭示基干鳥類的復(fù)雜演化史(An unusual bird (Theropoda, Avialae) from the Early Cretaceous of Japan suggests complex evolutionary history of basal birds)”的論文中,介紹在福井新發(fā)現(xiàn)了恐龍后裔的原始鳥類,而且這只鳥還有許多特別之處。

  

  福井被譽(yù)為日本的恐龍王國(guó),圖為福井車站 (圖片來(lái)源:?http://www.palace-hotel.co.jp/)

  福井——日本的恐龍福地

  日本人民對(duì)古生物尤其是恐龍的喜愛簡(jiǎn)直到了癡迷的地步,除了有大量相關(guān)的科普書籍、漫畫、游戲以外,NHK(日本放送局,類似中國(guó)的央視)也曾制作許多高質(zhì)量的相關(guān)科普視頻,甚至連有“國(guó)民老婆”之稱的新垣結(jié)衣都被請(qǐng)來(lái)幫古生物站臺(tái)。

  

  人氣偶像新垣結(jié)衣參與古生物與演化科普節(jié)目的演出(圖片來(lái)源:https://eiga.com/news/20150510/9/)

  即便有如此之高的熱情,日本的恐龍化石的發(fā)現(xiàn)依然是相對(duì)稀少,主要原因就是在恐龍存活的中生代,現(xiàn)在所見的日本列島都還沒有形成,因此過(guò)去日本人對(duì)能在自己國(guó)土上發(fā)現(xiàn)恐龍并不抱太大希望。

  不過(guò)皇天不負(fù)苦心人,從1978年日本首度在巖手縣發(fā)現(xiàn)第一件恐龍化石以來(lái),陸陸續(xù)續(xù)在日本全國(guó)包括熊本、群馬、石川、福島等,北起北海道南至鹿兒島的19個(gè)縣(日本的縣級(jí)相當(dāng)于中國(guó)的省級(jí))都有發(fā)現(xiàn)恐龍化石,這其中也包括福井。

  

  紅色區(qū)域?yàn)楦>?圖片來(lái)源:Wikipedia)

  福井在日本的北陸地區(qū),屬于面臨日本海西側(cè),在中生代的時(shí)候這個(gè)地方和亞洲大陸還是相連的,屬于整個(gè)大陸最東端的部分,這在中生代隨著時(shí)代變遷,有時(shí)是陸地的河川、湖泊,有時(shí)則是汪洋。而也因?yàn)檫@個(gè)地理關(guān)系,福井發(fā)現(xiàn)的恐龍類群和同時(shí)代的中國(guó)以及亞洲其他地方的恐龍生物群有許多關(guān)聯(lián)。

  前面雖然說(shuō)日本在許多地方都找到了恐龍化石,但由于多數(shù)材料都破碎不全,現(xiàn)在命名的種類也僅有7種左右,而這其中光是在福井找到的就有5種(獸腳類的福井盜龍、福井獵龍,蜥腳類的福井巨龍,鴨嘴龍類的福井龍、越龍),由此可見福井在日本恐龍研究上占有重要的地位。

  

  筆者也曾參與過(guò)當(dāng)?shù)乜铸堁芯康南嚓P(guān)發(fā)掘

  日本最古老的鳥類化石現(xiàn)身

  而這次在福井找到的是一只原始的鳥類,更是日本國(guó)內(nèi)目前最為古老的鳥類化石。這只鳥的發(fā)現(xiàn)其實(shí)是在2013年,因此我在日本留學(xué)時(shí)其實(shí)已經(jīng)知道有這個(gè)標(biāo)本了,但由于研究需要細(xì)心和縝密的思維,因此到今年才發(fā)表。

  

  福井鳥的骨骼化石(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)[1])

  這種新發(fā)現(xiàn)的鳥類叫做原始福井鳥(Fukuipteryx prima),其中屬名的Fukui就是日本福井,-pteryx雖然是翅膀的意思,但從始祖鳥(Archaeopteryx,意思是原始的翅膀)以來(lái),就習(xí)慣將這個(gè)詞綴翻譯成鳥;而種名的prima則代表這個(gè)鳥在演化上非常的原始,是日本目前發(fā)現(xiàn)最為原始的鳥類。福井鳥在骨骼的保存上相對(duì)完整,為鳥類的早期演化提供許多信息。

  

  福井鳥的骨骼CT重建圖(圖片來(lái)源: 參考文獻(xiàn)[1])

  目前世界上發(fā)現(xiàn)最早的鳥類是侏羅紀(jì)晚期距今約1億5000萬(wàn)年前的始祖鳥,發(fā)現(xiàn)于德國(guó)的索羅霍芬。福井鳥生存的年代在距今約1億2000萬(wàn)年前的白堊紀(jì)早期,這個(gè)時(shí)期的鳥類在始祖鳥后已經(jīng)有多樣的演化,在中國(guó)遼寧、甘肅以及西班牙和巴西等地發(fā)現(xiàn)了有超過(guò)60個(gè)種類,但這其中有9成左右都來(lái)自中國(guó)遼寧的熱河生物群。

  如果對(duì)恐龍研究熟悉的朋友可能就知道,中國(guó)的熱河生物群都是板狀的保存,生物死亡后沉入湖中被一層一層壓上,由于沒有劇烈的擾動(dòng),因此羽毛等軟組織甚至都清晰可見。但最大的缺點(diǎn)就是在積年累月的層層壓力下,這些化石也都變成二維的平面保存了,因此導(dǎo)致許多特征的觀察都相當(dāng)不易。這次日本發(fā)現(xiàn)的福井鳥雖然沒有羽毛之類的軟組織,但是它的保存是立體的,因此也提供了許多熱河生物群無(wú)法觀察到的特征。

  

  熱河生物群經(jīng)典的板狀保存,A、B為近鳥龍;C、D為小盜龍;E是尾羽龍,而F是其尾羽放大;G為中華龍鳥。(圖片來(lái)源: Vinther, 2015)

  不尋常的原始鳥類

  這個(gè)化石的大小約和一只鴿子差不多,經(jīng)過(guò)對(duì)骨骼特征的研究發(fā)現(xiàn),福井鳥的演化特征非常原始,甚至比目前中國(guó)熱河生物群所發(fā)現(xiàn)的熱河鳥(Jeholornis)、孔子鳥(Confuciusornis)都還要原始,只比目前最原始的鳥類始祖鳥稍微特化一些。而它在尾縱骨(鳥類沒有尾部愈合的椎體)、肱骨上都有許些其他鳥類看不到的特征,因此被歸為一個(gè)新的品種。

  

  福井鳥復(fù)原圖(圖片來(lái)源: 參考文獻(xiàn)[1])

  而將骨骼切開后觀察骨組織發(fā)現(xiàn),福井鳥的年齡可能未滿一周歲,但從血管孔道的分布可以看出它已經(jīng)在減緩生長(zhǎng)速度,因此是一個(gè)亞成年的個(gè)體。也就是說(shuō)這只鳥可能在出生一年后就即將達(dá)到成年,和現(xiàn)今許多鳥類也都有較短的生長(zhǎng)周期相似。

  這次福井鳥的發(fā)現(xiàn),是首度在中國(guó)以外的白堊紀(jì)早期地層中找到的如此原始的鳥類。目前在中國(guó)以外找到更為原始的鳥類就是侏羅紀(jì)的始祖鳥了,而同時(shí)期其他地層中找到的其他鳥類又明顯特化許多。

  

  △鳥類的演化圖,上面的種類原始而下面的特化,而在線有顏色的眶代表發(fā)現(xiàn)時(shí)代。可以看到除了始祖鳥(Archaeopteryx)來(lái)自德國(guó)的侏羅紀(jì)(藍(lán)色框)以及福井鳥(Fukuipteryx)來(lái)自日本白堊紀(jì)早期(紫色框)外,其他用黃色框代表年代的原始鳥類類群全都是來(lái)自中國(guó)的熱河生物群。(圖片來(lái)源: 參考文獻(xiàn)[1])

  因此這次的發(fā)現(xiàn)也代表這些原始鳥類的分布其實(shí)比我們預(yù)想的要更為廣泛,它們并不只分布于中國(guó)東北的寒冷區(qū)域,也能適應(yīng)緯度相對(duì)較低的日本中部。而福井鳥發(fā)現(xiàn)的地層屬于河川的沉積,因此也代表當(dāng)時(shí)的原始鳥類其實(shí)也已經(jīng)可以適應(yīng)森林以外的環(huán)境。也就是說(shuō),其實(shí)在世界范圍內(nèi)可能還有許多不同的原始鳥類,它們都還被塵封在地底下,等著我們有一天發(fā)現(xiàn)它們,并引領(lǐng)我們解開鳥類演化的相關(guān)謎團(tuán)。

  參考文獻(xiàn)

  [1] Imai, T., Azuma, Y., Kawabe, S. et al. An unusual bird (Theropoda, Avialae) from the Early Cretaceous of Japan suggests complex evolutionary history of basal birds. Commun Biol 2, 399 (2019) doi:10.1038/s42003-019-0639-4


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