最近我和我的团队在国际学术期刊《古脊椎动物学杂志》发表了最新研究成果,深度解读了热河生物群帆翼龙形类身上的谜团。我们通过对一件湖泊红山翼龙新化石材料的详细解剖,并重新描述了著名的布氏努尔哈赤翼龙,为这群长着奇特的短小侧扁牙齿的空中霸主带来了新的认知。
热河生物群:穿越亿年的化石宝库
中国东北的辽西地区,被誉为世界级化石宝库。这里层层叠叠的岩层,就是著名的热河群义县组和九佛堂组地层,封存了距今约1.2-1.25亿年前的早白垩世生命画卷——热河生物群。这片古老湖泊与森林交织的环境,孕育了极其丰富的生命形态,从娇小的带毛恐龙到翱翔天际的翼龙,从种类繁多的鸟类到早期哺乳动物,无数精美的化石如同时间的琥珀,为我们理解恐龙时代生物多样性打开了一扇独一无二的窗口。
在众多令人惊叹的发现中,一类被称为帆翼龙科的翼龙尤其引人注目。它们最显著的特征就是牙齿形态短小侧扁,还长着一个巨大的鼻眶前孔。自英国怀特岛首次发现宽齿帆翼龙以来,热河生物群中陆续报道了布氏努尔哈赤翼龙、短颌辽西翼龙等多个帆翼龙科成员。
科学家们普遍认为,这些特化的牙齿非常适合切割柔软的组织,因此帆翼龙科很可能扮演着史前食腐清道夫的角色,类似于今天的秃鹫。除了帆翼龙科,还有一些形态相近、牙齿也相对短小的翼龙,如湖泊红山翼龙、秀丽郝氏翼龙等也被一些学者归入更广泛的帆翼龙形类。然而,这群神秘翼龙之间的关系一直扑朔迷离。
红山翼龙:身份大反转,侧扁齿的远亲
湖泊红山翼龙的故事始于2008年。由中巴科学家汪筱林和Alexander Kellner领衔的团队,合作研究了辽宁朝阳大平房发现了一件头骨化石。这件翼龙化石被命名为湖泊红山翼龙,其名字蕴含着对发现地红山文化的敬意。最初的发现虽然重要,但化石仅暴露了腭面和少量颈椎,信息有限。但它那独特的、强烈侧扁的牙齿,让研究者们最初将其归入帆翼龙科这个“侧扁齿家族”。
然而,科学探索的魅力就在于不断地发现。此次重点研究了来自辽宁建昌喇嘛洞九佛堂组发现的一件湖泊红山翼龙的新标本。这件化石保存更为完整,如同一个等待开启的时空胶囊。
研究团队运用了先进的平板CL扫描技术,如同给化石做了一次精密的CT检查,揭示了被岩石掩盖的精细结构。新发现带来了一些新的认知:下颌联合又长又宽,像一块宽阔的平板,两侧没有向内收缩的痕迹,这是湖泊红山翼龙独有的新特征;上颌骨的后支向后逐渐变窄;脖子中段的脊椎相对粗短(长宽比较低)。
尽管湖泊红山翼龙拥有与帆翼龙科极为相似的标志性侧扁齿,但在头骨形态(如上颌后支形态、下颌联合形态)以及颈椎比例等关键特征上,两者存在显著差异。特别是那块宽阔如平板、无侧向收缩的长下颌联合,是它独有的“身份证”。结合正型标本显示的方骨较短、牙齿数量较多且齿列较长等与帆翼龙科有差别的特征,湖泊红山翼龙被重新定位:它不再属于帆翼龙科,而是帆翼龙形类大家族中一个独立的、形态特异的成员。此外,其头骨化石均以背面或腹面(而不是常见的侧面)保存,结合短方骨的特征,暗示它可能拥有一个相对低矮的头骨轮廓。
努尔哈赤翼龙:最完整帆翼龙科化石的新解读
如果说湖泊红山翼龙的研究带来了身份的澄清,那么对布氏努尔哈赤翼龙的再研究,则是为帆翼龙科这位明星成员绘制了一幅更精准的画像。布氏努尔哈赤翼龙堪称热河生物群翼龙研究史上的重要一环。2005年,同样是汪筱林团队与Kellner团队合作,在Nature上首次研究命名了这件几乎完整的翼龙化石骨架。它不仅是热河翼龙大发现早期的重要成员,更是继英国宽齿帆翼龙之后,全球范围内第二个被明确归入帆翼龙科的物种,极大地拓展了学界对热河生物群翼龙多样性和帆翼龙科地理分布的认识。
这件正型标本至今仍是世界上已知最完整的帆翼龙科化石。然而,最初的研究相对简单,其详细的解剖学信息仍有待深入描述。此次的再研究揭示了许多曾被忽略或误解的细节:布氏努尔哈赤翼龙的头骨展现出一些相对原始的特征,如整体较为低矮,上颌骨后支的高度与前颌骨接近,以及眶前隔几乎垂直于上下颌的咬合线,这些特征暗示它在帆翼龙科家族树中可能处于一个相对基干的位置;头后骨骼详细研究表明,帆翼龙科在更庞大的翼龙演化支无齿翼龙超科中,与古魔翼龙类的亲缘关系更近,而非无齿翼龙类。同时,它也以更狭窄的颈椎和相对更长的尺骨区别于古魔翼龙类。
过去,不同努尔哈赤翼龙标本在眶前隔角度、下颌前端齿状突的朝向、舌骨长度等方面存在差异,曾引发一些困惑。此次研究确认,这些差异主要是由于化石埋藏保存时受到不同方向挤压变形造成的假象,并非真实的物种形态差异。此外,还发现其具有独特的生长密码,对骨骼愈合状态的观察揭示了一个有趣现象,即布氏努尔哈赤翼龙正型标本的个体,一些通常较晚愈合的骨骼已经愈合,但肩带骨骼的愈合却尚未完成。这表明它的骨骼愈合顺序与其他已知翼龙种类有所不同,可能反映了其独特的生长发育模式。
重塑翼龙天空:中国化石的全球意义
此次研究聚焦红山翼龙与努尔哈赤翼龙,得出一些新的认识。
分类框架更清晰。明确将湖泊红山翼龙排除出帆翼龙科之外,归入更广泛的帆翼龙形类,厘清了长期存在的分类争议,为整个帆翼龙形类家族的演化关系研究提供了更坚实可靠的基础。
演化新视角。对布氏努尔哈赤翼龙这一最完整的帆翼龙科成员的详尽补充描述,特别是其原始头骨特征和独特的头后骨骼形态,为理解帆翼龙科的起源、内部演化关系及其在翼龙大家族中的定位提供了关键而具体的解剖学证据。
技术驱动新发现。对湖泊红山翼龙新标本的研究,成功地应用了先进的平板CL扫描技术,穿透了化石保存中常见的骨骼叠压或岩石遮挡等问题,获取了传统手段难以观察到的关键形态信息,展示了现代技术对古生物学研究的推动力。
翼龙多样性再认识。研究再次突显了热河生物群在早白垩世翼龙演化中的重要地位。帆翼龙形类,特别是帆翼龙科成员在此地的繁盛,证明了东亚是这类特化翼龙的一个关键演化中心,其多样性远超以往认知。
1.2-1.25亿年前,辽西的天空曾翱翔着齿如利刃的翼龙。最新研究如同精密的手术刀,剖析了湖泊红山翼龙与布氏努尔哈赤翼龙的形态特征和生命密码。红山翼龙虽然有着侧扁齿但被移出帆翼龙科,努尔哈赤翼龙则展现出更多原始特征与独特生长模式。每一次化石的重新审视,都在重塑我们对翼龙王国的认知。