国内妇五官科学家团队第一次开采蛇类琥珀必赢

2020-03-28 11:18 来源:未知

两块小小的琥珀在全球古生物界掀起波澜,来自中国、加拿大、美国和澳大利亚的科学家团队宣布,首次在琥珀中发现蛇类标本。

既是0.99亿年“高龄”的“琥珀蛇” 又是被“冻龄”的新生蛇 世界上首例蛇类琥珀被发现

7月19日,来自中国、加拿大、美国和澳大利亚的科学家团队首次在琥珀中发现蛇类标本,并揭示了一个前所未知的物种。该研究由中国地质大学的邢立达副教授、加拿大艾伯塔大学的迈克尔考德威尔教授、中国科学院动物研究所研究人员兼石探记创始人陈睿博士等学者共同研究。研究论文发表于国际顶级杂志《科学》旗下子刊《科学进展》上。

此次新发现的蛇类琥珀化石标本共有两件:一件是蛇皮琥珀,一件是缅甸晓蛇。这两件蛇琥珀的发现者分别是中国地质大学(北京)的邢立达副教授和石探记科学团队的贾晓女士,两人与蛇琥珀最初的相识都很偶然;之后,他们与多国学者携手对"蛇琥珀"进行了长达两年半的研究,最终发现了一条有0.99亿年"高龄"的"琥珀蛇",向世界揭示了一个前所未知的新物种。同时,这也是全世界首次在琥珀中发现新生蛇,将它"冻龄"的琥珀还表明古代蛇类曾在海洋边缘的森林中生活过。

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骨骼特征很特别,是一个全新的物种

"鳄鱼皮"里藏着大秘密

琥珀中的蛇皮 Ryan C. McKellar摄

与其它脊椎动物化石相比,蛇化石是极为稀有的。这可能是大多数蛇类骨骼的质地都不是很坚硬,能形成化石并保存下来非常不易。此前人们从未在琥珀中发现过蛇类。

2016年初,一位熟悉的琥珀商人向邢立达兜售一块"鳄鱼皮",原因是这是一块相当大的皮肤。邢立达笑着接过标本,心想着这大概是一只硕大的蜥蜴,但眼前奇怪的模式却令他心里咯噔一下,如此均匀的菱形鳞片让他想起蜥蜴的"亲戚"——蛇。邢立达当即联系了多年好友、广东省生物资源应用研究所的蛇类研究专家张亮,张亮看了照片之后觉得很有趣,告诉他:"由于身体结构的差异,蜥蜴身体不同区域的鳞片形态并不一致,但蛇躯干上的鳞片其大小和形状都很均匀。蛇的鳞片比较柔软,蜥蜴的则比较硬甚至还有皮内成骨。"这块琥珀出现的皮肤面积很大,鳞片的大小和形状非常均匀,而且从鳞片形状可以推断是属于某种蟒或蚺。

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我们地质大学和石探记科学团队在2016年初陆续发现了这些蛇类琥珀,然后耗费了近一年的时间来重建骨骼的三维结构。邢立达说。论文合著者之一,中国科学院动物所副研究员白明对记者表示,这批标本中最重要的一件已经有些许腐烂,已经暴露出骨骼,这种情况反而对显微CT等无损设备的成像十分有利,通过对CT数据的重建、分割和融合,学者们最终无损得到了所有骨骼的高清3D形态。

邢立达掩饰不住心中的喜悦,他随后联系了母校加拿大艾伯塔大学生物系的主任、古生物学家迈克尔·考德威尔教授,迈克尔教授对蛇、沧龙等有鳞目化石非常熟悉,当即表示支持这块琥珀中的皮肤属于蛇类,并与邢立达相约于加拿大一起观察标本。

缅甸晓蛇和对应的CT重建

邢立达介绍:这是首次在琥珀中发现蛇类,它的骨骼特征很特别,是一个全新的物种;这是首次发现新生蛇,让我们可以了解古蛇的发育;这一新发现表明古代蛇类曾在海洋边缘的森林中生活,也指示了该地区有着更广泛的生态多样性;最后,新发现对晚中生代蛇类的演化与全球分布性有着重要研究价值。

"科学的发现往往非常巧合,多年未见,而一旦出现,则往往并不孤独。"一个月后,就在邢立达拿着蛇皮琥珀快要登上飞往加拿大的班机时,他接到石探记科学团队的来电,"有一个蛇珀!你赶紧看看是不是!"听到这里的邢立达兴奋得有些颤抖,而看到照片之后他更是觉得不可思议——"半条小蛇就这样被困在琥珀中!"邢立达说,"我们就这样得到了第二块蛇类琥珀,而且是最重要的一块。"

白明 摄

蛇的祖先可以追溯到侏罗纪中期,但它们的化石比较破碎,提供的信息不多。到了晚白垩世早期,蛇类已经有了全球性分布,南欧、非洲、北美、中东和南美都曾发现了蛇类化石。

差点儿与"晓蛇"擦肩而过

昨天,两块小小的琥珀在全球古生物界掀起波澜,来自中国、加拿大、美国和澳大利亚的科学家团队宣布,首次在琥珀中发现蛇类标本。

邢立达告诉记者:琥珀蛇保存了长4.75厘米的连续的颅后骨骼,包括了约97枚椎骨、肋骨和部分皮肤。这97枚椎骨中的前87节加上肋骨构成了躯干,剩余10节构成尾部。标本的单一椎骨非常小,躯干椎体长约0.5毫米,尾椎长约0.35毫米。参照同时代的蛇类,如果标本完整,琥珀蛇的长度大约为9.5厘米。

邢立达所说的第二块蛇琥珀便是贾晓发现的,并以贾晓名字命名的"缅甸晓蛇"。谈及这块琥珀的来历时,贾晓仍抑制不住内心的激动,"那时我在开一批琥珀的原石,其中一块黑乎乎的料毫不起眼,"她磨开了部分表皮之后,发现其中有一段动物包裹体和一些碳化的植物碎屑,"是不是巨大的蜈蚣?我当时心里还蛮开心的。"但在放大镜下仔细观察之后,贾晓发现这些"蜈蚣腿"其实是在动物体内,很可能是一只残破的小蜥蜴的肋骨而已,但它的身体有些长。"因为蜥蜴琥珀我已经有几块了,而且这枚琥珀的珀体并不好看,所以我没有继续研磨而是将其收了起来。"

此次新发现的蛇类琥珀化石标本共有两件:一件是蛇皮琥珀,一件是缅甸晓蛇。这两件蛇琥珀的发现者分别是中国地质大学的邢立达副教授和石探记科学团队的贾晓女士,两人与蛇琥珀最初的相识都很偶然;之后,他们与多国学者携手对“蛇琥珀”进行了长达两年半的研究,最终发现了一条有0.99亿年“高龄”的“琥珀蛇”,向世界揭示了一个前所未知的新物种。同时,这也是全世界首次在琥珀中发现新生蛇,将它“冻龄”的琥珀还表明古代蛇类曾在海洋边缘的森林中生活过。

此次发现的标本有着明显的腹下椎骨,一共87节,推测总共有160节,而且标本的脊椎骨还有着特化的椎弧凹与椎弧凸,这是蛇类的重要特征,这二个结构互相镶嵌着形成球状窝,使得蛇的每一节脊椎骨都能牢牢相扣,并且又能转动灵活。迈克尔考德威尔教授介绍道。

不久后,贾晓看到邢立达发表古鸟琥珀的新闻,发现其中一件曾经与她阴差阳错地"擦肩而过",这对于一个挚爱虫珀的人来说,心里并不好受。贾晓的丈夫为了安慰她,拉着全家出去旅游散心,在香港转机时,贾晓路过一个小画廊,其中一幅眼镜蛇骨架的画作非常精美,她多看了几眼,突然闪现出一个念头,"这幅画里面的蛇骨和我此前那块琥珀里的实在太像了!"当她意识到被束之高阁的"蜥蜴"有可能是一条蛇的时候,她抑制不住内心的狂喜,提前改签回到家。"到今天我都清楚记得,当那条'蜥蜴'被磨去了全部的表皮,重新躺在显微镜下面的时候,我的心都要跳出来了。"她越看越诧异,马上联系地质大学的邢立达团队,并拍了几十张微距照片传了过去,"对方也很兴奋,反复询问我标本的特征。"当贾晓带着标本给邢立达看时,邢立达激动坏了,他拉着贾晓的手说,这可是超级幸运的一天,他此前只在琥珀中找到过蛇皮,但现在终于找到了蛇骨骼!

“鳄鱼皮”里藏着大秘密

蛇类多样性出乎我们的意料

"缅甸晓蛇"意义深远

2016年初,一位熟悉的琥珀商人向邢立达兜售一块“鳄鱼皮”,原因是这是一块相当大的皮肤。邢立达笑着接过标本,心想着这大概是一只硕大的蜥蜴,但眼前奇怪的模式却令他心里咯噔一下,如此均匀的菱形鳞片让他想起蜥蜴的“亲戚”——蛇。邢立达当即联系了多年好友、广东省生物资源应用研究所的蛇类研究专家张亮,张亮看了照片之后觉得很有趣,告诉他:“由于身体结构的差异,蜥蜴身体不同区域的鳞片形态并不一致,但蛇躯干上的鳞片其大小和形状都很均匀。蛇的鳞片比较柔软,蜥蜴的则比较硬甚至还有皮内成骨。”这块琥珀出现的皮肤面积很大,鳞片的大小和形状非常均匀,而且从鳞片形状可以推断是属于某种蟒或蚺。

根据其骨学特征,学者将这件标本命名为缅甸晓蛇。属名Xiaophis中的Xiao源自中文晓,意为向发现该枚琥珀的石探记联合创始人、琥珀专家贾晓女士致敬,ophis为希腊语中的蛇;种名myanmarensis表明化石发现于缅甸。

"我们地质大学团队和石探记科学团队在2016年初陆续发现了这些蛇类琥珀,然后耗费了近两年半的时间来重建骨骼的三维结构、分析对比数据、确定蛇的种类等,最终在昨天将研究成果公布。"邢立达介绍,"在显微CT的帮助下,我们发现这个琥珀蛇的个体长4.75厘米,保存了头后骨骼,包括了约97枚椎骨、肋骨和部分皮肤。如果标本完整,琥珀蛇的长度大约为9.5厘米。"

邢立达掩饰不住心中的喜悦,他随后联系了母校加拿大艾伯塔大学生物系的主任、古生物学家迈克尔·考德威尔教授,迈克尔教授对蛇、沧龙等有鳞目化石非常熟悉,当即表示支持这块琥珀中的皮肤属于蛇类,并与邢立达相约于加拿大一起观察标本。

陈睿博士告诉记者:晓,这个字有着多层含义,不仅是收藏家的名字,也有破晓之意,暗示了这条蛇的原始,此外,也与小字同音,暗示着极小的标本。

据介绍,与其他脊椎动物化石相比,蛇化石是极为稀有的。"这可能是因为大多数蛇类骨骼的质地都不是很坚硬,能形成化石并保存下来非常不易。而且,此前人们也从未在琥珀中发现过蛇类。"贾晓解释道。

“科学的发现往往非常巧合,多年未见,而一旦出现,则往往并不孤独。”一个月后,就在邢立达拿着蛇皮琥珀快要登上飞往加拿大的班机时,他接到石探记科学团队的来电,“有一个蛇珀!你赶紧看看是不是!”听到这里的邢立达兴奋得有些颤抖,而看到照片之后他更是觉得不可思议——“半条小蛇就这样被困在琥珀中!”邢立达说,“我们就这样得到了第二块蛇类琥珀,而且是最重要的一块。”

此次研究标本来自著名的琥珀产区缅甸北部克钦邦胡冈谷地。此地的琥珀距今约0.99亿年。当被问及缅甸晓蛇的来历时,琥珀的发现者贾晓女士兴致勃勃地回忆道:2016年初,我在开一批琥珀的原石,其中一块黑乎乎的料毫不起眼,我磨开了部分表皮之后,其中有一段动物包裹体和一些碳化的植物碎屑。是不是巨大的蜈蚣?但在放大镜下仔细观察之后,我发现这些蜈蚣腿其实是在动物体内,很可能是一只残破的小蜥蜴肋骨而已。因为我已经有几块蜥蜴琥珀,而且此枚琥珀的珀体并不好看,所以我没有继续研磨而是将其收了起来。不久后,邢立达博士发表了古鸟琥珀,我看到新闻,才发现其中一件曾经与我阴差阳错擦肩而过。丈夫为了安慰我,拉着全家出去散心,在香港转机时,我路过一个小画廊,其中一幅眼镜蛇骨架的画作非常精美,我多看了几眼,突然一个念头闪现,这幅画里面的蛇骨和我此前那块琥珀里的实在太像了!当我意识到被束之高阁的蜥蜴有可能是一条蛇的时候,我抑制不住内心的狂喜,提前改签回到昆明。直到今日我都清楚记得,当那条蜥蜴被磨去了全部的表皮,重新躺在我显微镜下面的时候,我的心都要跳出来了。它没有脚,尾巴残留的皮肤也不同于蜥蜴。我越看越诧异,马上联系了我们石探记团队的陈睿博士,陈博士也很兴奋,反复询问我标本的特征,让我拍了几十张微距照片给他。后来,当我带着标本给邢立达博士看时,他激动坏了,拉着我的手说,这可是超级幸运的一天,他此前只在琥珀中找到过蛇皮,但现在终于找到了蛇骨骼!

此次研究标本来自著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡冈谷地,此地的琥珀距今约0.99亿年。也就是说,研究团队找到的这条"琥珀蛇"已有0.99亿年"高龄"。它不仅是个全新的物种,也是世界上首例蛇类琥珀。研究者将其定名为"缅甸晓蛇":种名中的"缅甸"是为了表明其发现地点,而属名中出现的"晓"字,一方面是为了向提供化石的贾晓女士致敬,另一方面表达了"破晓"的寓意。因为这条蛇是一条刚出壳没多久便被树脂"冻龄"的新生蛇,而且它的形态好似一天刚刚开始的样子——在蛇类的进化树上,如果说现生蛇类是树冠上新长出的枝条,那么"缅甸晓蛇"应该是位于树干位置的蛇类"鼻祖"。

差点儿与“晓蛇”擦肩而过

从古地理角度,缅甸蛇类生存于南冈瓦纳的岛弧系统中,后成为劳亚大陆东缘的一部分。这些蛇琥珀位于劳亚大陆东部,是中生代蛇类记录的重要的新基准点,其明确表明蛇类在至少1亿年前就已经完成了在各纬度的分布。迈克尔考德威尔教授假设道:缅甸晓蛇可能从水生蛇类演化而来,后来迁徙到了外来地块的岛屿陆生环境中;特提斯海里广泛分布着多种森诺曼阶海生蛇,南美最近也发现森诺曼阶的海生蛇,这都表明在陆生和水生环境中的蛇类多样性出乎我们的意料。

在古环境学者的眼中,"缅甸晓蛇"的意义又远不止演化地位这么简单。琥珀里的昆虫、虫粪以及植物残片说明,缅甸晓蛇曾生活在森林环境中。"听上去,这似乎没什么特别的,但是回顾同时代的蛇类化石出土环境就会发现,当时绝大部分蛇类都是水生的。"邢立达解释道,"可以说,它是人类目前明确已知的,唯一一种生活在陆生森林的中生代蛇类。"

邢立达所说的第二块蛇琥珀便是贾晓发现的,并以贾晓名字命名的“缅甸晓蛇”。谈及这块琥珀的来历时,贾晓仍抑制不住内心的激动,“那时我在开一批琥珀的原石,其中一块黑乎乎的料毫不起眼,”她磨开了部分表皮之后,发现其中有一段动物包裹体和一些碳化的植物碎屑,“是不是巨大的蜈蚣?我当时心里还蛮开心的。”但在放大镜下仔细观察之后,贾晓发现这些“蜈蚣腿”其实是在动物体内,很可能是一只残破的小蜥蜴的肋骨而已,但它的身体有些长。“因为蜥蜴琥珀我已经有几块了,而且这枚琥珀的珀体并不好看,所以我没有继续研磨而是将其收了起来。”

蛇皮琥珀曾被当成鳄鱼皮兜售

来源:北京晚报

不久后,贾晓看到邢立达发表古鸟琥珀的新闻,发现其中一件曾经与她阴差阳错地“擦肩而过”,这对于一个挚爱虫珀的人来说,心里并不好受。贾晓的丈夫为了安慰她,拉着全家出去旅游散心,在香港转机时,贾晓路过一个小画廊,其中一幅眼镜蛇骨架的画作非常精美,她多看了几眼,突然闪现出一个念头,“这幅画里面的蛇骨和我此前那块琥珀里的实在太像了!”当她意识到被束之高阁的“蜥蜴”有可能是一条蛇的时候,她抑制不住内心的狂喜,提前改签回到家。“到今天我都清楚记得,当那条‘蜥蜴’被磨去了全部的表皮,重新躺在显微镜下面的时候,我的心都要跳出来了。”她越看越诧异,马上联系地质大学的邢立达团队,并拍了几十张微距照片传了过去,“对方也很兴奋,反复询问我标本的特征。”当贾晓带着标本给邢立达看时,邢立达激动坏了,他拉着贾晓的手说,这可是超级幸运的一天,他此前只在琥珀中找到过蛇皮,但现在终于找到了蛇骨骼!

学者发现的另一件蛇类标本是琥珀中的蛇皮,这件标本代表了一只大型蛇类的蜕皮,鳞片呈菱形或圆菱形,鳞片间的表皮上有深线。一些区域能看到颜色的变化,但很可能不是原来的色彩,此外还能观察到圆形或环状的花纹。这张蛇皮的主人体长可能可达60至70厘米,是当时缅甸琥珀森林的大型掠食者。

“缅甸晓蛇”意义深远

说起这块琥珀的偶得,邢立达回忆说:2016年初,一位熟悉的琥珀商人向我兜售一块鳄鱼皮。我心想着这大概是一只硕大的蜥蜴,但均匀的菱形鳞片让我想起蜥蜴的亲戚蛇。我当即联系了多年好友,广东省生物资源应用研究所的蛇类研究专家张亮先生,他看了照片之后觉得很有趣,告诉我蜥蜴身体的不同区域的鳞片形态并不一致,但蛇躯干上的鳞片其大小和形状很均匀。这块琥珀出现的皮肤面积很大,鳞片的大小和形状非常均匀,而且从鳞片形状可以推断是属于某种蟒或蚺。至此,我们手头上就有了缅甸琥珀中第一块蛇类琥珀的证据。随后我联系了就读硕士时的母校加拿大艾伯塔大学生物系的主任,著名的古生物学家迈克尔考德威尔教授,他对蛇、沧龙等有鳞目化石非常熟悉。他支持这块琥珀中的皮肤属于蛇类,并与我相约加拿大一起观察标本。一个月后,就在我拿着蛇皮琥珀快要登机的时候,石探记科学团队的王宽来电,电话中的他心急火燎,有一个蛇珀!你赶紧看看是不是!我当时听了之后兴奋得颤抖,而看到他的照片之后更是觉得不可思议半条小蛇就这样被困在琥珀中!我们就这样得到了第二块蛇类琥珀,而且是最重要的一块,因为它有那么多的骨骼!这就是缅甸晓蛇。

“我们地质大学团队和石探记科学团队在2016年初陆续发现了这些蛇类琥珀,然后耗费了近两年半的时间来重建骨骼的三维结构、分析对比数据、确定蛇的种类等,最终在昨天将研究成果公布。”邢立达介绍,“在显微CT的帮助下,我们发现这个琥珀蛇的个体长4.75厘米,保存了头后骨骼,包括了约97枚椎骨、肋骨和部分皮肤。如果标本完整,琥珀蛇的长度大约为9.5厘米。”

缅甸晓蛇等蛇类琥珀的发现,是人类首次在琥珀中找到蛇类,也是首次在化石记录中发现新生蛇,其个体发生学特征在蛇类化石中可以说是史无前例,这些琥珀为自然界最成功和最具代表性的动物群之一提供了绝佳的演化线索。

据介绍,与其他脊椎动物化石相比,蛇化石是极为稀有的。“这可能是因为大多数蛇类骨骼的质地都不是很坚硬,能形成化石并保存下来非常不易。而且,此前人们也从未在琥珀中发现过蛇类。”贾晓解释道。

此次研究标本来自著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡冈谷地,此地的琥珀距今约0.99亿年。也就是说,研究团队找到的这条“琥珀蛇”已有0.99亿年“高龄”。它不仅是个全新的物种,也是世界上首例蛇类琥珀。研究者将其定名为“缅甸晓蛇”:种名中的“缅甸”是为了表明其发现地点,而属名中出现的“晓”字,一方面是为了向提供化石的贾晓女士致敬,另一方面表达了“破晓”的寓意。因为这条蛇是一条刚出壳没多久便被树脂“冻龄”的新生蛇,而且它的形态好似一天刚刚开始的样子——在蛇类的进化树上,如果说现生蛇类是树冠上新长出的枝条,那么“缅甸晓蛇”应该是位于树干位置的蛇类“鼻祖”。

在古环境学者的眼中,“缅甸晓蛇”的意义又远不止演化地位这么简单。琥珀里的昆虫、虫粪以及植物残片说明,缅甸晓蛇曾生活在森林环境中。“听上去,这似乎没什么特别的,但是回顾同时代的蛇类化石出土环境就会发现,当时绝大部分蛇类都是水生的。”邢立达解释道,“可以说,它是人类目前明确已知的,唯一一种生活在陆生森林的中生代蛇类。”

实习记者 李祺瑶 文并图 J281

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