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在新疆哈密發現的大型恐龍化石,名為"中國絲綢之路龍"

記者 盧新文

2021年8月12日,由中國科學院古脊椎動物與古人類學研究所王偉林上司的中國和巴西團隊線上發表了"中國早白垩紀哈密哈密翼龍動物群的第一批恐龍"的研究論文。新疆早白垩紀翼龍動物群恐龍化石的最新研究成果有報道。本報告中報道的三塊恐龍化石屬于蜥腳多孔椎骨(Somphospondylan),所有這些都是不完整的,保留了皮質椎骨,相關的尾椎骨和推薦的椎骨,以及與尾椎一起儲存的獸腳恐龍的牙齒。基于頸椎的新物種:中國建立了基于頸椎的新物種:Silutitan sinensis,并基于尾椎的特征建立了新的Titanosauria物種:新疆的Hamititanenensis。這是新疆白垩紀下層首次報道多孔椎骨恐龍,也是首次報道哈密翼龍化石。對中國絲綢之路龍和新疆哈密龍的研究增加了中國哈密翼龍和早期白垩紀蜥腳恐龍的多樣性。兩個多孔椎骨的出現為該恐龍群的進化提供了新的資訊,并進一步證明了亞洲早期白垩紀多孔椎骨恐龍的廣泛多樣性。

在新疆哈密發現的大型恐龍化石,名為"中國絲綢之路龍"

新研究的三具恐龍化石骨骼以紅色(頸椎)儲存:中國絲龍;黃色(尾椎):新疆哈密龍;綠色(推薦椎骨):未命名的化石

多孔椎骨,超大蜥腳恐龍家族

多孔椎骨是蜥腳恐龍的泰坦龍類之一,生活在侏羅紀晚期至白垩紀晚期,多樣性豐富,化石遍布各大洲。多孔椎骨大多,如阿根廷龍和黃河龍體長超過30米。多孔椎骨的主要特征包括較長的頸部和前肢,至少有15個頸椎,不像梁龍具有很長的尾巴和較短的前肢;多孔椎骨恐龍物種之間的系統發育關系是有争議的,一些研究人員認為多孔椎骨由龍和幾種堿性幹燥物種組成,包括盤足龍,而另一些人則認為多孔椎骨僅由龍和幾種基幹物種組成,多孔椎骨不是多孔椎骨的一部分。近年來,在中國部分地區的白垩紀地層中發現了多孔椎骨化石,主要分布在甘肅、河南、山東、遼甯、廣西等地區,其中泛足龍化石于20世紀20年代在山東省蒙陰市首次發現。此前,在新疆白垩紀地層中尚未發現多孔椎骨化石,唯一的蜥腳恐龍是在Quanzhuer盆地下白垩紀Tuguru組發現的亞洲類龍,其分類位置和命名有效性因标本碎片化而存在争議。

化石見于新疆早白垩紀哈密翼龍動物群

新研究的恐龍化石是由中國科學院古獸與古人類研究所研究員王偉林上司的Hamikoko團隊發現的,并儲存在土哈盆地白玉土古麓群的金口群中,并與哈密翼龍化石同義儲存。由于化石長期暴露在戈壁地區極度幹旱和強風沙中,該團隊分别于2008年,2013年和2016年進行了救援收集。自2006年以來,中國科學院古脊柱研究所Hamiko團隊在十多年的hamigobibe科研工作中,發現了一種罕見的哈米翼龍動物群,該地區已成為世界上分布面積最大、化石起源最集中的地區,數億隻翼龍都衍生在這裡,是名副其實的翼龍伊甸園。通過十多年的科學調查和搶救采集,在翼龍研究方面取得了一批令人矚目的成就,不僅首次發現了對雌雄翼龍個體的立體儲存,還發現了大量的3D儲存翼龍卵與翼龍胚胎的共生體。2014年,Current Biology報道了大量幼年和成年雌性和雄性翼龍,将哈密翼龍種群中的第一個物種命名為天山哈密翼龍,并報道了世界上第一個三維儲存的翼龍蛋,揭示了哈密翼龍具有類似于活躍爬行動物的皮革蛋殼結構,顯示了翼龍的生活。2017年,《科學》雜志報道了200多個翼龍卵、胚胎和骨化石的重要标本,其中16個含有三維儲存的胚胎化石,這是世界上首次發現3D翼龍胚胎。通過對骨血學和個體發育的研究,包括胚胎骨骼,得出的結論是,哈密翼龍具有快速生長的骨骼結構,屬于相對早熟的發育模式,出生後不能飛行,仍需要父母的照顧,這些發現和研究揭示了翼龍的生活史,一種特殊的飛行爬行動物。通過多年的實地考察和埋葬,沉積學和地層學的證據,人們相信這些大量的翼龍經曆了許多白垩紀的湖泊風暴事件,導緻它們的叢集死亡并迅速埋葬。研究的蜥腳恐龍是在哈米翼龍種群中發現的第一批非翼龍脊椎動物,全部來自類似的哈米翼龍化石層,這三個标本是在相距約2-5公裡的距離上産生的。

新的恐龍被命名為中國絲綢之路龍和新疆哈密龍

由于化石暴露在外的表面風化極為嚴重,三個标本隻對部分表面的椎骨破碎,進行救援收集,團隊技術人員埋在岩石另一側未暴露的表面進行科學修複。修複後發現3個标本為頸椎和頸肋6個相關肋骨、7個伴尾椎和1個推薦椎骨骨折,其中前兩個标本分别命名為中國絲綢之路龍和新疆哈密龍。新的恐龍名稱來源于這些恐龍的化石起源和巨大的體型,代表了在中國新疆哈密發現的這種大型恐龍,哈密是"一帶一路"絲綢之路經濟帶的小鎮,以紀念中國自古以來與世界相連的大絲綢之路。

在新疆哈密發現的大型恐龍化石,名為"中國絲綢之路龍"

中國絲綢之路龍(左)和新疆哈密龍(右)和哈密翼龍類動物群生态恢複圖(創意/趙成,科學指導/王玉林)

中國絲綢之路龍儲存了6段較完整的頸椎互相關聯,分别為10-15段,單個頸椎長度在455-540毫米之間,頸椎總長度在6條頸椎約3米之間,是在山東省蒙陰市發現的早白垩紀分部的盤足龍(體長約15米)對應的頸椎平均長度的近2倍, 保守估計中國絲綢之路龍的長度超過20米。其識别特征包括頸椎中央和後部的後期關節突出 - 橫裂截面叉,椎體橫向後隔闆的前叉,第二形式交叉突出隔斷的腹部法蘭的發展,頸椎中央和後部的橫切和肋骨接觸面的前後收縮。詳細的形态學觀察表明,中國絲綢之路頸椎存在較厚的上前關節突出和頸肋下垂,與其他頸椎相比,上部突出方向-前關節突出分區、前關節突出方向-交叉斷裂分區、頸椎發育程度等已知物種。與中國絲綢之路的龍一起儲存下來的還有一隻破碎的哈密翼龍下颚,這表明這些大型龍狀恐龍與哈密翼龍一起生活在白垩紀的天空和陸地上。

在新疆哈密發現的大型恐龍化石,名為"中國絲綢之路龍"

Silutitan sinensis gen. et sp. nov.)陽性标本

新疆哈密龍儲存了7節相關的尾椎,分别為4-10節,中間節5更為完整,單尾椎長度從210-320毫米不等,是在蒙古發現晚白垩紀後凹尾龍(體長約12米)對應尾椎平均長度的1.5倍, 保守估計新疆哈密龍體長約17米。其識别特征包括尾椎和神經弓的高度之和大于椎骨的高度、椎弓前尾椎的向量擴張、後關節突出分區和神經棘輪橫截面分區巢穴深度、前尾椎骨的交叉突起指向上方,尾椎的序列從向上指向指向下, 沒有過渡等等。新疆的哈密龍是亞洲發現的為數不多的蜥腳恐龍之一,它顯示出蜥腳特征的不尋常組合。研究人員詳細比較了哈密龍等龍的形态特征,發現尾椎長度、前凹尾椎、尾椎靠近尾椎一側腹部的突起和方向特征與東亞已知的其他龍有顯著差異。與新疆哈密龍一起儲存下來的還有一顆動物腳足恐龍牙齒,這也是哈密翼龍種群中最早報道的動物腳恐龍化石。由于新疆哈密龍的骨骼上沒有發現動物腳恐龍的牙印,是以無法确定是否存在動物腳恐龍吃龍屍體的現象。蜥蜴腳是四足行走的食草動物,這些大型食草恐龍和食肉動物足類恐龍的發現和研究,大大增加了哈米翼龍的種類和生态多樣性。

在新疆哈密發現的大型恐龍化石,名為"中國絲綢之路龍"

新疆哈米提坦将軍等 11 月)陽性标本

系統發育分析基本确認了兩隻新恐龍的分類位置

由于多孔椎骨恐龍種類繁多,以往人類的系統發育對不同的進化分支有着不同的側重點。利用2019年最新的兩個系統開發矩陣,研究人員分析了哈密新發現的多孔椎骨的系統發育位置,Filippi等人專注于整個龍樣物種的系統進化,包括多孔椎骨,包含83個物種和405個特征;因為新标本中推薦的椎體化石比較碎片化,可以用來識别的特征較少,隻能确認它們屬于多孔椎體龍類,是以在系統的發展中基本沒有考慮。

在新疆哈密發現的大型恐龍化石,名為"中國絲綢之路龍"

系統發展圖(A)基于Filippi等人矩陣的中國絲綢之路龍和新疆哈密龍作為單一分類單元,(B)中國絲綢之路龍和新疆哈密龍作為兩個獨立的分類單元。1. 泰坦龍科,2.疣龍科,3.石龍屬

在新疆哈密發現的大型恐龍化石,名為"中國絲綢之路龍"

基于中國絲綢之路龍和新疆哈密龍的Mannion等人矩陣的系統開發圖是兩個獨立的分類機關:(A)等重和(B)擴充隐含重量,k值為9。1. 桉樹科, 2.泰坦龍, 3.石灰岩, 4.巨龍座

為了确定頸椎和尾椎是否屬于同一類型,将頸椎和尾椎的特征作為一個整體在兩個基質中進行了分析,這種組合類型與真脊椎形成了一個姊妹組,但僅由頸椎支撐了這個姊妹組,同時使嚴格同質樹增加了許多未解決的多分支結構, 與原始結果相比。然後将頸椎和尾椎的特征分開,作為兩種類型的分析,以頸椎為代表的中國絲綢之路龍在分析中兩個矩陣都是和泛足龍構成姊妹群的,并且有許多特征支撐,代表與泛足龍的近親關系, 是以中國絲綢之路上的龍屬于泛足龍。以尾椎為代表的新疆哈密龍在兩個矩陣的分析中都位于龍類中,但新疆哈密龍的加入使得整個龍類增加了未解決的多分支結構,并且在兩個矩陣的分析中其自身的系統位置也不相同,是以其進一步的系統位置無法确認, 需要新的化石材料和進一步的研究。

該研究是與中國科學院大學古脊椎動物與古人類學研究所、巴西國家博物館/裡約聯邦大學、吉林大學、北京自然博物館和哈密博物館合作進行的。中國科學院大學古生物學研究所研究員王偉林是該論文的第一作者和合著者,巴西國家博物館/裡約熱内盧聯邦大學的Alexander Kellner教授是合著者,其他作者包括巴西國家博物館的Kamila Bandeira,中國科學院古生物學研究所/北京自然博物館的Yu Rui博士, 中國科學院古生物學研究所副研究員蔣順興,吉林大學副研究員,巴西卡裡裡地區大學程鑫副教授,哈密博物館馬英夏研究館員。

該研究得到了國家自然科學基金、中國科學院戰略特别試點B、中國科學院青少年促進會、中國科學院古脊研究所野外發掘基金和重點部署項目、哈密地方政府合作項目和高山科學促進中心的支援。

負責編輯:崔偉

校對:徐一佳