记者 卢新文
2021年8月12日,由中国科学院古脊椎动物与古人类学研究所王伟林领导的中国和巴西团队在线发表了"中国早白垩纪哈密哈密翼龙动物群的第一批恐龙"的研究论文。新疆早白垩纪翼龙动物群恐龙化石的最新研究成果有报道。本报告中报道的三块恐龙化石属于蜥脚多孔椎骨(Somphospondylan),所有这些都是不完整的,保留了皮质椎骨,相关的尾椎骨和推荐的椎骨,以及与尾椎一起保存的兽脚恐龙的牙齿。基于颈椎的新物种:中国建立了基于颈椎的新物种:Silutitan sinensis,并基于尾椎的特征建立了新的Titanosauria物种:新疆的Hamititanenensis。这是新疆白垩纪下层首次报道多孔椎骨恐龙,也是首次报道哈密翼龙化石。对中国丝绸之路龙和新疆哈密龙的研究增加了中国哈密翼龙和早期白垩纪蜥脚恐龙的多样性。两个多孔椎骨的出现为该恐龙群的进化提供了新的信息,并进一步证明了亚洲早期白垩纪多孔椎骨恐龙的广泛多样性。

新研究的三具恐龙化石骨骼以红色(颈椎)保存:中国丝龙;黄色(尾椎):新疆哈密龙;绿色(推荐椎骨):未命名的化石
多孔椎骨,超大蜥脚恐龙家族
多孔椎骨是蜥脚恐龙的泰坦龙类之一,生活在侏罗纪晚期至白垩纪晚期,多样性丰富,化石遍布各大洲。多孔椎骨大多,如阿根廷龙和黄河龙体长超过30米。多孔椎骨的主要特征包括较长的颈部和前肢,至少有15个颈椎,不像梁龙具有很长的尾巴和较短的前肢;多孔椎骨恐龙物种之间的系统发育关系是有争议的,一些研究人员认为多孔椎骨由龙和几种碱性干燥物种组成,包括盘足龙,而另一些人则认为多孔椎骨仅由龙和几种基干物种组成,多孔椎骨不是多孔椎骨的一部分。近年来,在中国部分地区的白垩纪地层中发现了多孔椎骨化石,主要分布在甘肃、河南、山东、辽宁、广西等地区,其中泛足龙化石于20世纪20年代在山东省蒙阴市首次发现。此前,在新疆白垩纪地层中尚未发现多孔椎骨化石,唯一的蜥脚恐龙是在Quanzhuer盆地下白垩纪Tuguru组发现的亚洲类龙,其分类位置和命名有效性因标本碎片化而存在争议。
化石见于新疆早白垩纪哈密翼龙动物群
新研究的恐龙化石是由中国科学院古兽与古人类研究所研究员王伟林领导的Hamikoko团队发现的,并保存在土哈盆地白玉土古麓群的金口群中,并与哈密翼龙化石同义保存。由于化石长期暴露在戈壁地区极度干旱和强风沙中,该团队分别于2008年,2013年和2016年进行了救援收集。自2006年以来,中国科学院古脊柱研究所Hamiko团队在十多年的hamigobibe科研工作中,发现了一种罕见的哈米翼龙动物群,该地区已成为世界上分布面积最大、化石起源最集中的地区,数亿只翼龙都衍生在这里,是名副其实的翼龙伊甸园。通过十多年的科学调查和抢救采集,在翼龙研究方面取得了一批令人瞩目的成就,不仅首次发现了对雌雄翼龙个体的立体保存,还发现了大量的3D保存翼龙卵与翼龙胚胎的共生体。2014年,Current Biology报道了大量幼年和成年雌性和雄性翼龙,将哈密翼龙种群中的第一个物种命名为天山哈密翼龙,并报道了世界上第一个三维保存的翼龙蛋,揭示了哈密翼龙具有类似于活跃爬行动物的皮革蛋壳结构,显示了翼龙的生活。2017年,《科学》杂志报道了200多个翼龙卵、胚胎和骨化石的重要标本,其中16个含有三维保存的胚胎化石,这是世界上首次发现3D翼龙胚胎。通过对骨血学和个体发育的研究,包括胚胎骨骼,得出的结论是,哈密翼龙具有快速生长的骨骼结构,属于相对早熟的发育模式,出生后不能飞行,仍需要父母的照顾,这些发现和研究揭示了翼龙的生活史,一种特殊的飞行爬行动物。通过多年的实地考察和埋葬,沉积学和地层学的证据,人们相信这些大量的翼龙经历了许多白垩纪的湖泊风暴事件,导致它们的集群死亡并迅速埋葬。研究的蜥脚恐龙是在哈米翼龙种群中发现的第一批非翼龙脊椎动物,全部来自类似的哈米翼龙化石层,这三个标本是在相距约2-5公里的距离上产生的。
新的恐龙被命名为中国丝绸之路龙和新疆哈密龙
由于化石暴露在外的表面风化极为严重,三个标本只对部分表面的椎骨破碎,进行救援收集,团队技术人员埋在岩石另一侧未暴露的表面进行科学修复。修复后发现3个标本为颈椎和颈肋6个相关肋骨、7个伴尾椎和1个推荐椎骨骨折,其中前两个标本分别命名为中国丝绸之路龙和新疆哈密龙。新的恐龙名称来源于这些恐龙的化石起源和巨大的体型,代表了在中国新疆哈密发现的这种大型恐龙,哈密是"一带一路"丝绸之路经济带的小镇,以纪念中国自古以来与世界相连的大丝绸之路。
中国丝绸之路龙(左)和新疆哈密龙(右)和哈密翼龙类动物群生态恢复图(创意/赵成,科学指导/王玉林)
中国丝绸之路龙保存了6段较完整的颈椎相互关联,分别为10-15段,单个颈椎长度在455-540毫米之间,颈椎总长度在6条颈椎约3米之间,是在山东省蒙阴市发现的早白垩纪分部的盘足龙(体长约15米)对应的颈椎平均长度的近2倍, 保守估计中国丝绸之路龙的长度超过20米。其识别特征包括颈椎中央和后部的后期关节突出 - 横裂截面叉,椎体横向后隔板的前叉,第二形式交叉突出隔断的腹部法兰的发展,颈椎中央和后部的横切和肋骨接触面的前后收缩。详细的形态学观察表明,中国丝绸之路颈椎存在较厚的上前关节突出和颈肋下垂,与其他颈椎相比,上部突出方向-前关节突出分区、前关节突出方向-交叉断裂分区、颈椎发育程度等已知物种。与中国丝绸之路的龙一起保存下来的还有一只破碎的哈密翼龙下颚,这表明这些大型龙状恐龙与哈密翼龙一起生活在白垩纪的天空和陆地上。
Silutitan sinensis gen. et sp. nov.)阳性标本
新疆哈密龙保存了7节相关的尾椎,分别为4-10节,中间节5更为完整,单尾椎长度从210-320毫米不等,是在蒙古发现晚白垩纪后凹尾龙(体长约12米)对应尾椎平均长度的1.5倍, 保守估计新疆哈密龙体长约17米。其识别特征包括尾椎和神经弓的高度之和大于椎骨的高度、椎弓前尾椎的向量扩张、后关节突出分区和神经棘轮横截面分区巢穴深度、前尾椎骨的交叉突起指向上方,尾椎的序列从向上指向指向下, 没有过渡等等。新疆的哈密龙是亚洲发现的为数不多的蜥脚恐龙之一,它显示出蜥脚特征的不寻常组合。研究人员详细比较了哈密龙等龙的形态特征,发现尾椎长度、前凹尾椎、尾椎靠近尾椎一侧腹部的突起和方向特征与东亚已知的其他龙有显著差异。与新疆哈密龙一起保存下来的还有一颗动物脚足恐龙牙齿,这也是哈密翼龙种群中最早报道的动物脚恐龙化石。由于新疆哈密龙的骨骼上没有发现动物脚恐龙的牙印,因此无法确定是否存在动物脚恐龙吃龙尸体的现象。蜥蜴脚是四足行走的食草动物,这些大型食草恐龙和食肉动物足类恐龙的发现和研究,大大增加了哈米翼龙的种类和生态多样性。
新疆哈米提坦将军等 11 月)阳性标本
系统发育分析基本确认了两只新恐龙的分类位置
由于多孔椎骨恐龙种类繁多,以往人类的系统发育对不同的进化分支有着不同的侧重点。利用2019年最新的两个系统开发矩阵,研究人员分析了哈密新发现的多孔椎骨的系统发育位置,Filippi等人专注于整个龙样物种的系统进化,包括多孔椎骨,包含83个物种和405个特征;因为新标本中推荐的椎体化石比较碎片化,可以用来识别的特征较少,只能确认它们属于多孔椎体龙类,所以在系统的发展中基本没有考虑。
系统发展图(A)基于Filippi等人矩阵的中国丝绸之路龙和新疆哈密龙作为单一分类单元,(B)中国丝绸之路龙和新疆哈密龙作为两个独立的分类单元。1. 泰坦龙科,2.疣龙科,3.石龙属
基于中国丝绸之路龙和新疆哈密龙的Mannion等人矩阵的系统开发图是两个独立的分类单位:(A)等重和(B)扩展隐含重量,k值为9。1. 桉树科, 2.泰坦龙, 3.石灰岩, 4.巨龙座
为了确定颈椎和尾椎是否属于同一类型,将颈椎和尾椎的特征作为一个整体在两个基质中进行了分析,这种组合类型与真脊椎形成了一个姊妹组,但仅由颈椎支撑了这个姊妹组,同时使严格同质树增加了许多未解决的多分支结构, 与原始结果相比。然后将颈椎和尾椎的特征分开,作为两种类型的分析,以颈椎为代表的中国丝绸之路龙在分析中两个矩阵都是和泛足龙构成姊妹群的,并且有许多特征支撑,代表与泛足龙的近亲关系, 所以中国丝绸之路上的龙属于泛足龙。以尾椎为代表的新疆哈密龙在两个矩阵的分析中都位于龙类中,但新疆哈密龙的加入使得整个龙类增加了未解决的多分支结构,并且在两个矩阵的分析中其自身的系统位置也不相同,因此其进一步的系统位置无法确认, 需要新的化石材料和进一步的研究。
该研究是与中国科学院大学古脊椎动物与古人类学研究所、巴西国家博物馆/里约联邦大学、吉林大学、北京自然博物馆和哈密博物馆合作进行的。中国科学院大学古生物学研究所研究员王伟林是该论文的第一作者和合著者,巴西国家博物馆/里约热内卢联邦大学的Alexander Kellner教授是合著者,其他作者包括巴西国家博物馆的Kamila Bandeira,中国科学院古生物学研究所/北京自然博物馆的Yu Rui博士, 中国科学院古生物学研究所副研究员蒋顺兴,吉林大学副研究员,巴西卡里里地区大学程鑫副教授,哈密博物馆马英夏研究馆员。
该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略特别试点B、中国科学院青少年促进会、中国科学院古脊研究所野外发掘基金和重点部署项目、哈密地方政府合作项目和高山科学促进中心的支持。
负责编辑:崔伟
校对:徐一佳