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缅甸琥珀:灭绝物种“博物馆”

科普小知识2022-07-27 20:55:00
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最近,《科学》杂志的封面上出现了对缅甸琥珀化石的独家采访。文章报道了中国科学家从缅甸矿区和珠宝市场抢救化石的故事。

事实上,近年来,国内外对琥珀的研究成果层出不穷。为什么琥珀受到古生物学家的青睐,为什么缅甸琥珀能成为研究人员的热门话题?记者采访了相关专家。

缅甸琥珀:灭绝物种“博物馆”

琥珀中幼鸟的爪子

缅甸琥珀:灭绝物种“博物馆”

琥珀中的恐龙尾巴(照片回应)

穿越二三亿年的“时间胶囊”

琥珀是2000万到3亿年前针叶树和其他树木分泌的树脂。通过地壳的变化,它被深埋在地下,并逐渐演化成树脂化石。包裹在各种古代生物体内的琥珀化石一直是古生物学家珍爱的“时间胶囊”,具有重要的研究价值。

中国地质大学(北京)副教授邢利达说,琥珀是一种树脂化石,当粘稠的汁液形成时,可以包裹一些动物和植物。它的历史可以追溯到几千年前。这些神秘的琥珀将揭示古代的惊人景象。它看起来像是一个“时空计时器”,可以在数千万年前冻结并保存一瞬间,让人们通过这种神秘的化石了解古代的秘密。琥珀的科学研究价值主要体现在史前古生物学的研究上,包括动物、植物和当代古环境。例如,通过对琥珀中昆虫的研究,科学家可以了解不同古代昆虫化石群落的外貌和生活环境,并研究昆虫群落和不同物种的生活习性。

邢利达说,最早的昆虫化石发现于3亿多年前的中泥盆世。然而,在泥盆纪、古生代和中生代的大陆沉积中,昆虫化石在受到沉积物压力和地球内部温度的影响后,仅仅是壳多糖壳。这些生物远不如琥珀中的昆虫和植物保存得好。

科学家在琥珀中发现了什么珍宝?邢利达说,从某种程度上说,从树上渗出的树液就像一种微沥青。一旦动物在里面,就没有逃跑的可能。数百篇科学论文已经在琥珀领域发表。科学家在琥珀中发现了无数的陆生动物,如蜥蜴、鸟类、昆虫、蜘蛛,甚至水生动物,如螃蟹或蝾螈。

在邢利达发表的文章中,发现了数量惊人的白垩纪脊椎动物:一条有97块椎骨的幼蛇,约2厘米大小的青蛙,带血红蛋白的带羽毛的恐龙尾巴,以及许多处于不同发育阶段的古代鸟类。

其中最著名的是“缅甸黎明蛇”。2018年7月,邢利达和他的合作者在琥珀研究中首次发现了蛇的标本。这条9900万年前的缅甸黎明蛇揭示了一个世界上以前未知的新物种。同时,这也是世界上首次在琥珀中发现新生的蛇。“冻结”的琥珀也表明古代的蛇曾经生活在海洋边缘的森林里。

缅甸黎明蛇的意义超越了它的进化地位。琥珀中的昆虫、昆虫粪便和植物碎片表明缅甸黎明蛇曾经生活在森林环境中。回顾同代蛇化石出土的环境,我们会发现当时大多数蛇都是水生的。可以说,它是唯一一种人类清楚知道的生活在陆地森林中的中生代蛇。

我在哪里能找到好的琥珀?去缅甸

正如《科学》杂志所说,缅甸是琥珀研究者的好去处。

邢利达解释说,缅甸琥珀因其特殊的地质条件和悠久的形成历史而成为优秀的研究对象。“这曾经是一个热带丛林,有茂密的树木,丰富的树脂分泌物和许多小动物粘在上面。最重要的是,琥珀形成于大约9900万年前,保存了白垩纪中期生物的珍贵记录。这是大多数琥珀产地所没有的优势。”邢利达说,西班牙和黎巴嫩比缅甸的琥珀产地要老,要么产量低,要么琥珀质量差。

缅甸琥珀富含内含物,主要是脊椎动物、昆虫、植物、真菌、土壤等。缅甸琥珀是世界上最著名的白垩纪琥珀,含有迄今已知的最丰富的白垩纪生物群。缅甸琥珀形成于很久以前,产生了许多有价值的昆虫毛皮。琥珀中的大多数昆虫状况良好,已经灭绝。

近几十年来,科学家在当地琥珀中发现了500多种无脊椎动物、脊椎动物、植物和真菌。根据《科学》杂志的报道,仅在2018年,科学家就在缅甸琥珀中发现了321种保存完好的古生物学新物种,占今年迄今发现总数(1195种)的四分之一。

一些人说,在缅甸琥珀中发现的古代生物多样性可能超过以前化石发现中发现的恐龙总数。"你可能会觉得难以置信,但这是真的。"加拿大阿尔伯特大学的古生物学家菲利普·库里说。

最新消息是,中国科学院南京地质古生物研究所关于现代陆地生态系统起源和早期进化的研究小组在缅甸琥珀中发现了一种水生动物菊石,其中含有许多化石群。这是古生物学家首次在琥珀中发现菊石,为揭示亿万年前热带海滨的生态状况打开了一扇新的窗户。

然而,由于战争的影响和当地挖掘技术的相对落后,近年来缅甸胡康河谷的琥珀产量严重下降。此外,商业活动也消耗了大量具有重大科学价值的琥珀。由于市场更喜欢纯琥珀,所以含有琥珀成分的部分经常被切掉,成为下脚料。一些地区会将这些边角料磨成粉末,并添加一些产品,如串香。据说,即使被切成更小的颗粒并填充在枕头里,也能起到保健作用。

邢利达说,如何保护琥珀和这些展示灭绝物种的“博物馆”,是全人类必须共同面对的问题。这也是《科学》杂志封面报道的主旨。

高科技祝福看到琥珀中的动物标本

虽然小琥珀中隐藏着悠久的历史,但要找到这个秘密并不容易。科学家用什么方法来发现?

在对世界上第一只恐龙琥珀的轰动性研究中,邢利达团队利用高分辨率显微断层扫描(micro-CT)对琥珀中的动物进行分析,以确定尾巴是古代鸟类还是恐龙留下的,并获得了包括椎体结构等在内的高精度三维重建图像。

事实上,科学家已经使用了各种高科技方法来观察内部标本,而不破坏琥珀形态。一些研究人员开始使用同步辐射成像,如高密度的x光照射样本中的化学元素,以发射特殊波长的荧光。此外,共轭焦点激光显微镜可以用来成像样本内部的小结构。

在研究脊椎动物(如琥珀中的古鸟类)时,邢利达团队及其合作者除了使用显微CT外,还使用了多种无损成像和分析方法,如北京同步辐射装置(BSRF)的硬X射线相衬CT、X射线荧光成像和X射线近边缘吸收光谱、上海同步辐射装置的硬X射线相衬CT等。通过对CT数据的重建、分割和融合,他们获得了隐藏在羽毛和皮肤中的无损伤动物骨骼的高清晰度三维形状。