时光隧道中的“翼龙伊甸园”

王晓林，哈密翼龙胚胎化石

我们的记者胡

这是世界上发现的第一个三维翼龙胚胎。科学家还透露，尚未完全暴露在这个标本下面的岩石中的翼龙卵的数量可能更大，估计有300个。

翼龙曾经是陆地霸主——恐龙的近亲。第一种飞向地球天空的飞行脊椎动物也是唯一灭绝的飞行脊椎动物。它在生物进化史上有着特殊的地位。如果科学家想深入研究他们的进化故事，他们只能依靠翼龙化石。

然而，翼龙化石很难保存，而且数量稀少，因为细长中空的骨骼进化为飞行用的，而且它的卵和胚胎化石更加稀少。

12年后，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的王晓林团队在*哈密戈壁沙漠白垩纪地层中采集了200多枚翼龙卵、胚胎和骨骼化石的抢救标本，其中16枚含有三维胚胎化石。

这是世界上发现的第一个三维翼龙胚胎。科学家还透露，尚未完全暴露在这个标本下面的岩石中的翼龙卵的数量可能更大，估计有300个。

一亿年前，*哈密曾是名副其实的“翼龙伊甸园”。

隐藏秘密的三维保存

世界上第一个三维翼龙蛋和第一个三维翼龙胚胎被发现。哈密翼龙及其卵化石最特殊的发现是三维立体形态的保存。

然而，在翼龙的近亲恐龙中，情况就大不相同了。王晓林解释说，在三维空间保存恐龙蛋并不困难。第一个原因是它们的蛋壳非常坚硬，通常保存在砂岩和砾岩中。这种岩层由松散的粗粒沉积物组成。与细粒沉积物相比，成岩压实作用不高。岩石的孔隙度相对较大，可以是水或油藏。蛋壳没有被严重挤压。发现翼龙卵是在高能环境中大量泥岩砾石和砂岩层中形成的。成岩过程中的压实作用会使蛋壳强烈变形。因此，它们可以保存在三维空间中，需要很大的运气。

为什么科学家想要翼龙卵和胚胎化石的三维保存，因为只有保存接近原始真实状态的三维结构才能帮助他们发现翼龙早期发展阶段的秘密。

今天，中国科学家不仅知道翼龙卵是对称的椭圆形，长约6厘米，宽约3厘米，而且蛋壳是由薄的钙质外层和厚的壳膜内层组成的双层结构，非常类似于蛇等一些爬行动物的“软壳卵”。这一次，他们发现了翼龙胚胎发育的一些有趣特征。

中生代空中霸王小时候有多坚强？过去，王晓林和周忠和根据对在辽西发现的世界上第一个胚胎化石的研究，认为翼龙应该是一个早熟的物种。换句话说，婴儿在破壳后可以自主进食，也可以不依靠父母的照顾而飞行。然而，根据哈密翼龙胚胎的化石证据，结论并不完全一致。

在唯一保存有头盖骨的胚胎化石中，研究人员修复了下颌，进行了CT扫描，没有发现牙齿的痕迹。事实上，牙齿通常更强壮，更容易作为化石保存。他们认为牙齿在胚胎发育后期没有出现，因为它们发芽的时间较晚。因此，他们推测哈密翼龙在孵化后可能没有牙齿。它们就像那些闭着眼睛迫切需要父母细心照料的鸟。

这不是唯一的证据。在胚胎骨骼相对完整的标本中，研究人员发现哈密翼龙胚胎的股骨已经完全发育，股骨头与亚成体或成体一致，股骨颈明显收缩，这意味着它们在孵化后有能力在陆地上行走。然而，与此同时，左右两侧的肱骨没有完全发育，也没有弯曲的三角肌嵴。这个结构是翼龙附着在飞行相关胸肌上的地方。另一个胚胎标本也显示，肩胛骨还没有完全发育，而肩胛骨在翼龙的举翼中起着重要作用。所有这些都表明翼龙宝宝出生时不会飞。

然而，尽管翼龙胚胎的发育并不像以前认为的那样早熟，它的骨骼生长和发育的速度仍然让科学家们吃惊。研究人员从哈密翼龙的幼体到接近成年的个体中挑选了两个胚胎和几块长骨进行研究。他们发现骨组织类型的翼龙在任何阶段都代表着快速的骨骼生长速度。

风暴记录“翼龙伊甸园”

在古生物学领域，科学家们在早期花了很多时间去发现、收集和修复化石。王晓林特别强调，发现化石不同于研究化石。

所谓的“发现”不像发现化石那么简单。2006年，王晓林带领科研团队首次在哈密地区发现大量翼龙化石。直到2008年和2011年，在野外才发现保存在三维空间的翼龙卵和胚胎。在此期间，他们进行了大面积的实地侦察和调查工作。目的是详细了解化石的分布范围、富集程度和埋藏规律，如果这些重要的化石及其遗址得到保护，将对保存不好的头骨进行抢救性收集，即暴露表面的风化破碎。没有这些基础工作，我们就不能仅仅靠运气找到重要的化石。

也是在这个过程中，科学家了解到哈密翼龙动物群的显著特征。王晓林介绍说，哈密不仅有大量翼龙化石，而且还有大量恐龙化石，但目前还没有对恐龙化石进行详细的野外工作。这些化石产于面积数千平方公里的地层中，其中翼龙化石的富集面积为60至70平方公里，每平方米至少有一只翼龙个体。翼龙的数量如此之大，还有翼龙的卵和胚胎。王晓林称之为“翼龙伊甸园”，这在世界上是独一无二的。

在白垩纪，哈密的土地到底发生了什么，这么多翼龙化石聚集在这里？研究人员也很好奇。

通过沉积学和土葬学的观察，他们发现这些翼龙化石都来自于含有红色泥岩砾石的灰白色湖相砂岩。过去，科学家们知道翼龙曾经飞过湖泊和浅海，以鱼为食。因此，这里一定有一个巨大的湖泊，曾经温暖湿润，植被茂盛。

王晓林说，这些化石和泥质砾石的分布是混乱的。一些有不水平的长轴，并且在任何角度都有菊花状的结构。它们有可能是高密度重力流的沉积记录。陆地上的洪水和泥石流、海洋和湖泊风暴(浅水)和浊流(深水)都会产生高密度水流。然而，富含化石层中的泥质砾石并不成熟，而是通过水流从盆地的外部来源输送来的稳定砾石。它们是来自盆地内部的极不稳定的泥砾石。此外，地面上的水流不能被夺走天空的动物卷入。因此，泥石流或洪水不会导致它们死亡。

他认为翼龙当时可能经历了许多极其残酷的湖暴。强烈的风暴穿过翼龙在岸边产卵的巢，包括飞翔的翼龙和在岸上产卵的翼龙。经过短距离运输后，翼龙漂浮并聚集，然后被迅速掩埋、富集并掩埋在风暴形成的高能量沉积的泥砾碎屑中。

这也可以解释为什么翼龙骨骼化石非常分散，但每块骨头都是完整的，甚至牙齿都与头骨和下颌骨连接得很好。"在那些日子里，活着的翼龙被困在风暴中，被撕裂的肉掩埋了."王晓林说。

利用研究推动保护和发展

王晓林的团队已经在哈密地区工作了12年。2014年《现代生物学》和2017年《科学》只发表了两篇重要论文，但它们的影响力很大。

“我手里有多少成就并不重要。重要的是，我可以为当地留下完整而重要的自然遗产，并为下面的人继续他们的研究创造机会和环境。”王晓林说。

研究小组故意推迟公布研究结果，并且尚未指明详细的化石位置的原因是为了彻底了解化石的分布和保存情况，并阐明其科学意义，以便当地*能够认识到该地区的科学价值、合理开发利用价值以及保护的重要性和紧迫性。“如果不这样做，一旦广为人知的准确位置可能会受到人类的干扰和破坏。”

现阶段，中国科学院古脊椎动物研究所除了科研之外，还积极响应国家“一带一路”战略，支持西部大开发，加大科研投入。2015年，与哈密市*签署战略合作协议，协助地方*申报哈密仪陇国家地质公园和遗产博物馆。同时，哈密博物馆举办了世界上最大的翼龙化石展“飞向白垩纪——中国翼龙展”，开展科普和文化宣传活动。在*科协等地方相关部门的支持下，哈密建立了院士专家工作站和古脊椎动物研究所科研基地，协助当地*和主管部门有效保护这一重要自然遗迹，并为其合理发展提供思路、思路和发展规划。

王晓林认为，不要忘记你的首创精神，牢记科学家的使命，“研究、保护和充分利用这一重要的自然遗产，造福当地人民和子孙后代”。向当地社区反馈也是科学家的职责和义务。他的团队将继续深入哈密戈壁，努力实现这一目标。

《中国科学日报》(第三版，2017年12月15日)