我们希望找到的化石

我真的希望你们能外出寻找一些化石。祝你们好运。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映的是作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


我们都习惯了这样的观点:令人惊叹的化石发现——有时是完全出乎意料且完全不相关的——会定期出现,如果说化石记录有什么明确之处,那就是还有很多东西有待发现。如果我们考虑未来将发现的化石,许多将是全新的。但其他化石将是已知物种的更好例子,或者将代表我们实际上已经预测存在的物种。在本文中,我将提供一份我真正希望看到的化石“愿望清单”。如果其中任何一种存在或可以找到,它们将非常罕见,事实上,有些非常罕见——因为它们代表的动物肯定在地理上是短暂的,或者不太可能被保存下来——它们可能永远不会被发现。但管它呢。

注意事项:鉴于这个博客名为“四足动物学”,这些化石都是四足动物。此外,我的愿望清单是由我个人特有的兴趣所决定的生物组成的,其他研究人员肯定会提出非常不同的清单。这一整套讨论的灵感来自于一位同事提出的问题;所以感谢他提供了灵感。对于其他博主来说,提出他们自己的类似清单,或者在评论区讨论他们自己的“愿望清单”化石可能会很有趣(他乐观地说)。

干哺乳动物的谱系图:正式名称为合弓纲的庞大四足动物群。图片来源:达伦·奈什


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具有广泛软组织保存的早期合弓纲动物。为了避免显得像一个痴迷于软组织和生命外貌的人(请继续阅读,你会明白我的意思),我的首要愿望是发现一种早期合弓纲动物——一种干哺乳动物——它为我们提供了关于外皮的良好信息。目前看来,毛发、胡须等是在犬齿兽身上,在哺乳动物(或者如果您喜欢,哺乳动物形动物)起源之前进化而来的,但这些特征是否比这更早出现?戈耳戈普斯兽和二齿兽等是否长有胡须或体毛?这些动物是否拥有光滑的皮肤和皮脂腺?还是它们仍然长有鳞片?

我在我的恐戈耳戈兽插图中添加了毛皮——因为化石外皮肯定会揭示它是这样的,对吧?呃,可能不是。致敬巴克和保罗。图片来源:达伦·奈什

是的,应该有一些化石可以帮助回答这些问题(例如,经常提到的始巨鳄的那块皮肤),但它们还不够令人满意。一块不错的化石——可能是一块关节相连的恐头兽或异齿兽,具有广泛的、保存完好的皮肤和相关组织区域(也包括色素痕迹和肌肉)——会使许多古生物学家非常高兴。

琥珀中的小型翼龙。我们可能会在琥珀中发现完整的、保存完好的中生代动物,这个想法曾经似乎是一个遥不可及的梦想。但现在已经不是这样了:我们现在在琥珀中发现了大量的白垩纪蜥蜴、来自小型非鸟兽脚亚目恐龙的部分尾巴,以及各种古代鸟类,包括一只幼年反鸟亚纲的大部分身体。

中华丽翼龙:一种中国无颌翼龙,保存有皮毛纤维、翼膜和其他软组织。不错。现在想象一下在琥珀中保存的版本。图片来源:Elgin 等人。维基媒体(CC BY 2.0)

但是我们需要的东西太多了,我的首要愿望是一只微小的翼龙(鸫鸟大小或更小),要么代表一只非常小的成年个体,要么代表一种较大物种的幼年个体。多亏了来自特殊保存地点的化石(如中国辽宁省和哈萨克斯坦卡拉套),我们已经对小型翼龙的生命外观有了合理的了解(Unwin & Bakhurina 1994,Kellner 2009,Witton 2013)。但是,它们的身体总是被压扁,并且在各种细节上含糊不清。琥珀中完整的三维小型翼龙将使我们更好地了解外皮的情况(喙鞘、皮毛纤维和鳞片的分布,如果存在的话),翼膜的精确形状和解剖结构,以及诸如鼻孔和耳朵的位置和大小等细节。

非鸟恐龙的木乃伊化面部。正如您所知,关于中生代恐龙的面部软组织的辩论仍在继续:这是恐龙专家最常谈论的事情之一……蜥脚类、兽脚类和鸟臀类仍然是广泛争论、分歧和不确定性的主题。那些拥有喙组织的分类群中的喙组织有多广泛?关于下颌边缘周围的“嘴唇”、“脸颊”和其他口外组织是怎么回事?牙齿的暴露程度如何,如果曾经暴露过的话?某些群体是否存在类似于现代鳄鱼的面部感受器结构?鼻子和其他地方是否有胡须、丝状物或其他表皮结构?

一只秃鹫被埋葬在意大利火山碎屑沉积物中,并以块状空间的形式保存下来。Iurino(2014)扫描了这个块状体,并能够以 3D 形式重建该动物。原则上,没有理由认为同样的事情不会发生在以相同方式保存的中生代动物身上。图片来源:Iurino 等人,2014 年

正如最近与此问题相关的出版物(Hieronymus 2009,Barker 2017Carr 2017)所表明的那样,我们可能不会仅从骨骼化石中获得关于这些问题明确的答案。我认为,我们需要的是一个完美无瑕的、木乃伊化的面部(斯蒂芬和西尔维亚·切尔卡斯在 1990 年也说过类似的话,特别是关于蜥脚类动物鼻腔区域的信息),或者是面部的完整印痕,保存在细粒火山灰等基质中。总有一天可能会发现这样的东西,这个想法并非不可能。我说这话不仅是因为我们拥有来自细粒火山灰环绕的沉积物中的中生代恐龙化石,而且还因为我们知道在近代史上,动物以同样的方式留下了保存完好的软组织印痕的例子(Iurino 2014)。这个想法不是我原创的:我从我的同事安德里亚·考那里得到的,他在这里写过关于它的博客。

每个人都想要更多镰刀龙。那些最长的爪子(“爪骨”)大约有 70 厘米长。图片来源:Woudloper维基媒体(CC BY-SA 3.0)

镰刀龙的完整骨骼。想要得到一种仅从部分遗骸中得知的恐龙的完整骨骼,似乎是老生常谈——毕竟,多年来,我们一直希望有一天,恐手龙的良好材料能够出现。现在它出现了,我们已经继续前进了。但是,随便吧。镰刀龙——目前仅从前肢和部分后肢材料中得知——是镰刀龙类中最大的,并且可以论证的是,我们已经对该类群的成员有了足够的了解,从而可以很好地了解它是什么样子的。但是镰刀龙是一种巨型动物,可能是所有兽脚类动物中最大的之一。不仅确切地知道它长什么样会非常非常酷(我保证它不会仅仅是懒爪龙或其他什么的超大版本),而且它还可能展示出马尼拉龙谱系成员如何进化来应对巨大的体型。而这实际上可能会产生各种有趣而重要的影响。是的,我又想到了家禽业。

已经有一些投机性的尝试来重建“原蝙蝠”——这些是 Fiona A. Reid (来自 Graham 2002) 的优秀插图。但是……化石在哪里?我们能找到它们吗?图片来源:Graham 2002

完整的原蝙蝠。即使在今天,也没有“蝙蝠的始祖鸟”:确实古老的、地质年代久远的化石蝙蝠,它们具有后来的蝙蝠不具备的原始特征(怀俄明州始新世的指翼蝠保留了全套的翼爪,并且其翼和后肢的比例与后来的蝙蝠截然不同),但它们仍然具有完全形成的翅膀,并且显然完全具备飞行能力。缺乏引人注目的原蝙蝠化石意味着我们缺乏关于蝙蝠祖先长什么样子以及它们的进化涉及哪些类型的转变的数据:关于蝙蝠如何起源、导致蝙蝠翅膀和飞行方式进化的特定运动类型,以及蝙蝠在胎盘哺乳动物辐射中的确切位置,存在着相互竞争的观点。人们已经做了一些尝试来猜测原蝙蝠可能长什么样子,这是一个我在这里多次讨论过的话题。发现完整的原蝙蝠化石——由整个骨骼代表,而不仅仅是一些小块下颌或几颗牙齿——将有助于回答所有这些问题,并且是一项惊人的发现。

您不必是化石灵长类动物方面的专家就可以了解巨猿。这张下颌的插图来自 Simons & Ettel (1970) 的杂志文章。图片来源:Simons & Ettel 1970

完整的巨猿著名的亚洲化石人科动物巨猿——正如每个人都知道的那样——仅由牙齿和部分下颌代表。自 1935 年拉尔夫·冯·柯尼格斯瓦尔德在中国一家药店中发现了第一个例子以来,科学界就知道这类化石;后来在印度发现了更多的化石。我们不完全确定它是什么类型的人科动物(尽管普遍的看法是它属于猩猩亚科),它有多大(将其超大型化的推断可能无效),或者它长什么样子。有三个物种,都同样鲜为人知[更新:我忘记了其中两个物种最近被转移到了新的属印度巨猿,仅留下黑氏巨猿作为真正的巨猿。谢谢,卡梅隆]。

我们将继续寻找!图片来源:达伦·奈什

因此,很高兴知道:发现一副好的巨猿骨骼将有效地结束 80 多年的猜测和推断,并解决古灵长类学中存在最久的谜团之一。好的,所以巨猿可能只是猩猩和其他猩猩亚科的一种特别健壮的、高度陆生的近亲。但它也可能会让我们感到惊讶:良好的骨骼遗骸将使我们能够推翻或,也可能,支持那些认为它像人科动物的观点,这是那些将其与他们关于雪人和大脚怪的想法联系起来的人所论证的。

现在我们先讲到这里。相信我,我还有其他“愿望清单”上的化石,也许将来我会再回到这个话题。本文中涉及的许多问题之前在Tet Zoo上已经讨论过了。请参阅…

 

 

参考文献 - -

Barker, C. T., Naish, D., Newham, E., Katsamenis, O. L. & Dyke, G. 2017. 怀特岛兽脚亚目恐龙Neovenator salerii吻部的复杂神经解剖结构。《科学报告》7, 3749。

Carr, T. D., Varricchio, D. J., Sedlmayr, J. C., Roberts, E. M. & Moore, J. R. 2017. 一种新的暴龙,具有发生渐变的证据和类似鳄鱼的面部感觉系统。《科学报告》7, 44942。

Graham, G. L. 2002. 《世界蝙蝠》。圣马丁出版社,纽约。

Hieronymus, T. L., Witmer, L. M., Tanke, D. H. & Currie, P. J. 2009. 中角龙亚科角龙的面部皮肤:新型皮肤结构的形态学和组织学相关性。《解剖学记录》292, 1370-1396。

Iurino, D. A., Bellucci, L., Schreve, D. & Sardella, R. 2014. 更新世秃鹫(Gyps fulvus)的特殊软组织化石化:火山碎屑流沉积物堆积温度的新证据。《第四纪科学评论》96, 180-187。

Kellner, A. W. A., Wang, X., Tischlinger, H., Campos, D. de A., Hone, D. W. E. & Meng, X. 2009. 董氏中华翼龙(翼龙目,无颌翼龙科,蝙蝠翼龙亚科)的软组织和翼龙翼膜的结构。《英国皇家学会会刊B:生物科学》277, 321-329。

Simons, E. L. & Ettel, P. C. 1970. 巨猿。《大众科学》222 (1), 77-84。

Unwin, D. M. & Bakhurina, N. N. 1994. 多毛索德斯翼龙和翼龙飞行器的性质。《自然》371, 62-64。

Witton, W. P. 2013. 《翼龙》。普林斯顿大学出版社,普林斯顿和伦敦。

Darren Naish is a science writer, technical editor and palaeozoologist (affiliated with the University of Southampton, UK). He mostly works on Cretaceous dinosaurs and pterosaurs but has an avid interest in all things tetrapod. His publications can be downloaded at darrennaish.wordpress.com. He has been blogging at Tetrapod Zoology since 2006. Check out the Tet Zoo podcast at tetzoo.com!

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