根据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所网站9日的消息,近期,该研究所的汪筱林团队与沈阳师范大学和哈密博物馆进行合作,在国际学术期刊《历史生物学》(Historical Biology)上在线发表了有关哈密翼龙动物群兽脚类足迹化石的研究成果。通过对兽脚类足迹大小的分析,研究团队推测造迹恐龙的臀高约为65厘米,体长约为171厘米,体重估计约为30千克,属于小型兽脚类恐龙。这次发现标志着哈密及吐哈盆地白垩纪恐龙足迹的首次记录,也为哈密翼龙动物群的多样性增添了新的证据。
"哈密翼龙动物群的兽脚类足迹及示意图(图片提供:汪筱林团队)"
足迹化石作为一种至关重要的遗迹化石类型,其价值在于能够提供一些骨骼化石无法揭示的古生物生态习性等信息。首先,在骨骼化石稀缺或缺失的情况下,足迹化石的研究能够填补骨骼化石记录的不完整性,揭示造迹者的基本特征,包括其种类、臀部高度、体长和体重等信息;其次,独特的足迹特征可以反映造迹者生前的一些独特行为习性,如运动姿态和速度、群体结构、捕食行为,以及飞行动物的行走和降落方式等,这些方面的答案可以通过足迹特征的分析得出,而这是骨骼化石无法提供的重要信息;第三,保存完好的足迹化石,如爪印、趾垫、蹠趾垫等,还能提供造迹者足部软组织的部分特征。此外,足迹化石还能够提供关于地层学、古环境、古生态和古地理等方面的重要信息。
由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所汪筱林研究员领导的哈密科考队最近发现的哈密兽脚类足迹化石引起了广泛关注。这些足迹来自吐哈盆地的哈密戈壁雅丹地区下白垩统吐谷鲁群胜金口组,距今约1.3-1.2亿年。两枚独立的足迹于2015年首次在大海道通天洞被发现,也被称为第一地点,是该地区最早的足迹化石之一。
在这一地区,除了兽脚类足迹化石之外,还发现了包括蜥脚类恐龙、翼龙、鸟类和龟鳖类在内的丰富足迹化石群。哈密科考队自2006年以来,连续十多年在哈密戈壁进行野外科考工作,发现了大量从幼年到成年的雌雄哈密翼龙,以及全球首次发现的3D保存的翼龙蛋与胚胎化石。在哈密翼龙的形态特征、系统发育、生长方式、繁殖、生态习性以及化石埋藏和集群死亡等方面取得了重要进展。这些研究成果分别发表在《当代生物学》(Current Biology)等期刊上,其中一些更以封面文章形式呈现,被认为是翼龙研究两百多年来最引人瞩目的发现。
该地区如今已成为全球分布面积最广、最富集的翼龙化石产地之一。在这片区域,上亿只翼龙曾繁衍生息,构成了一个真正的翼龙伊甸园。为有效保护这些重要的化石及其遗址,该地已建立起哈密翼龙-雅丹国家地质公园,并正致力于建设翼龙遗址博物馆,为青少年和公众提供了了解这些曾在地球上繁盛的神秘飞行爬行动物的窗口。
近年来,关于哈密翼龙动物群的研究不断取得新的成果。在2021年,首次有关两种蜥脚类恐龙的报道引起广泛关注,它们被命名为中国丝路巨龙和新疆哈密巨龙。这不仅丰富了哈密翼龙动物群的多样性,同时也为我国早白垩世蜥脚类恐龙的多样性做出了贡献。
在2023年,研究焦点扩展到哈密翼龙的肩带及其骨组织学以及哈密翼龙牙齿形态及其组织学。这些研究初步揭示了哈密翼龙飞行机制和牙齿生长的基础生物学信息。关于飞行方面的研究发现,哈密翼龙在飞行中既展现出与蝙蝠相似的特征,又具备与鸟类相似的特性,同时还表现出自身独特的适应性。这为我们更深入地了解哈密翼龙的飞行能力提供了重要线索。此外,在牙齿生长方面的研究推测,形成一颗较小牙齿的时间约为80天,为了解哈密翼龙的生长和发育过程提供了重要的时间线。
这些最新的研究成果进一步拓展了对哈密翼龙动物群的认知,为我们理解这一古代生态系统的复杂性和演化历程提供了更为全面的视角。
"哈密大海道下白垩统胜金口组地层层序及化石层位的揭示(图片提供:汪筱林团队)"
这项研究涉及的兽脚类足迹化石总计三块标本,包含了9个足迹化石,这些化石来自两个不同层位的地点。通过对足迹形态特征的详细描述和对比分析,研究发现哈密兽脚类足迹整体呈现出窄长型,平均长度约为16厘米,是由两只脚形成的,具有功能性三趾,趾远端有清晰的尖锐爪印,表明这是小型兽脚类的足迹。此外,足迹的长宽比较小,平均值为1.44,趾尖三角形的长宽比同样较小,平均值为0.55。外侧趾间夹角较大,为49.52°,中趾(第Ⅲ趾)长度超出两侧趾,可见清晰的垫间缝以及位于中趾后侧的跖趾垫。
通过将哈密兽脚类足迹的主要特征与其他已知足迹进行比较,特别是与实雷龙足迹属(Eubrontes)的足迹进行对比,发现其具有较低的足迹长宽比和较小的趾尖三角形长宽比,与实雷龙足迹属的主要特征非常相似。然而,需要注意的是,哈密兽脚类足迹化石的尺寸明显较小,这为我们对这一地区古代生态系统和动物行为的理解提供了新的视角。
近年来,全球范围内越来越多小尺寸的实雷龙足迹得到了发现,包括来自我国北京、四川、河北、陕西等地,以及英国和日本下白垩统地层中的足迹。这些足迹共同具备小尺寸、低足迹长宽比和低趾尖三角形长宽比等特征。目前,这些足迹化石都被归类为实雷龙足迹相似属(cf. Eubrontes),而哈密兽脚类足迹也被纳入这一类别。
这一发现不仅进一步拓展了这种类型足迹的分布范围,也为哈密翼龙动物群中兽脚类恐龙的身高、体长等提供了足迹学上的重要依据。这样的研究有助于我们更深入地理解这一地区早白垩世时期的生态系统,同时也为全球范围内类似足迹的研究提供了新的视角和比较基准。
"精美呈现的哈密兽脚类足迹化石(I-1R,IVPP V 28297)(图片提供:汪筱林团队)A. 伪彩色深度图;B. 标本照片;C. 线条图"
"综合考虑地层层序、沉积特征以及无脊椎动物遗迹化石等发现,得出结论认为这些足迹是由小型兽脚类恐龙在湖岸边缘行走时留下的。"
"本研究获得了国家自然科学基金委员会基础科学中心项目和面上项目、中国科学院青促会、沈阳师范大学博士启动基金以及哈密地方合作项目的资助。论文的第一作者为沈阳师范大学的李阳,通讯作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的汪筱林。其他合作者还包括古脊椎所的蒋顺兴、哈密博物馆的严峰和马迎霞。"
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