研究员发现15亿年前两只翼展不到20厘米的翼龙幼崽推测其遭风暴坠落潟湖而死

  据美媒9月21日报道,基于对两具保存得极为完好、体型微小的化石的最新分析,研究人员推测,约1.5亿年前,一场猛烈的风暴可能致使两只翼龙幼崽盘旋坠落至潟湖,最终死亡。这项最新研究还提供了新的线索,或许能解开发现这些标本的地点长期存在的谜团。

  这些化石可追溯到1.53亿至1.48亿年前的侏罗纪时期,是迄今发现的最小翼龙标本之一,翼展不到20厘米。由于小骨头,尤其是像翼龙那样轻巧、中空的骨头,很容易折断,所以小骨头在化石记录中往往保存得不太好。

  乍一看,这些骨骼化石保存得极为完好,似乎展现了翼龙生前的模样。但每具化石都有一处相似的损伤。“幸运儿”的左上臂骨和“幸运儿二世”的右上臂骨都出现了干净、倾斜的骨折,这表明它们曾被强风扭曲。

  研究人员认为,翼龙受伤后坠入潟湖,在波浪中溺亡,随后沉入海底,被风暴搅起的泥浆迅速掩埋。研究人员称,讽刺的是,这场导致它们死亡的风暴很可能也是它们的骨骼得以保存完好的原因。

  “保存的概率本就极低,而发现能揭示动物死亡方式的化石更是罕见”,该研究的主要作者、美国自然历史博物馆的古生物学研究员拉布·史密斯在一份声明中说。史密斯在英国莱斯特大学古生物学与生物圈演化中心攻读博士学位时开展了这项研究。

  除了揭示翼龙的死亡方式外,这些化石或许还能解释为何研究人员在德国南部索伦霍芬石灰岩中发现了数百只小型翼龙的遗骸,却很少发现大型翼龙的遗骸。史密斯说,约1.5亿年前,欧洲的面貌与现在截然不同。

  “欧洲大陆分裂成一条由众多小岛组成的复杂链状结构”,他在一封电子邮件中写道,“德国南部是最后几块陆地之一,再往前就是延伸至非洲的广阔特提斯洋,这里由半干旱的岛屿组成,覆盖着低矮的灌木状植被”。

  他说,索伦霍芬潟湖是一个群岛的一部分,最近的陆地距离仅数公里。史密斯说,过去240年来,研究人员不断从索伦霍芬潟湖沉积物中发现保存完好的小型翼龙化石。相比之下,科学家只发现了大型成年翼龙的碎片,如头骨或四肢。研究人员称,缺乏完整的成年标本很不寻常,因为通常体型较大的动物更容易形成化石。

  研究人员在论文中写道,从索伦霍芬石灰岩中发现的化石,包括代表15个不同物种的500个标本,“长期以来一直是,并且继续主导着我们对这些飞行爬行动物的大部分认知”。然而,人们对这些标本在该地区形成化石的具体过程仍知之甚少。

  史密斯和他的同事们利用紫外线荧光摄影技术,对保存在哈托夫贝格尔博物馆和慕尼黑巴伐利亚州立古生物学与地质学收藏馆的两具化石进行了研究,以寻找线索。

  这项技术揭示了在可见光下难以看到的细节,比如软组织保存情况、化石保存所在的石灰岩状况以及骨骼中空壁的厚度。这些化石的独特之处还在于,它们显示出骨骼创伤的证据,这与在索伦霍芬发现的其他小型翼龙遗骸不同。

  “当拉布发现‘幸运儿’时,我们非常兴奋,但也意识到这可能是个例”,该研究的合著者、莱斯特大学博物馆研究学院古生物学高级讲师戴维·昂温博士在一份声明中说,“一年后,当拉布发现‘幸运儿二世’时,我们知道这不再是偶然发现,而是这些动物死亡方式的证据。后来,当我们有机会用紫外线手电筒照射‘幸运儿二世’时,它简直从岩石中跃然而出,我们的心跳都停止了。我们俩永远都不会忘记那一刻”。

  在石灰岩中发现的部分化石属于翼龙物种喙嘴翼龙和风神翼龙,两只“幸运儿”标本都属于后者。但研究人员认为,在潟湖中发现刚孵化出来和幼年的风神翼龙很奇怪,因为该物种似乎没有任何适应海洋生活方式的特征。

  另一方面,喙嘴翼龙拥有长长的、类似海鸥的翅膀和适合捕食鱼类和鱿鱼的颚部。史密斯说,而且有许多从幼年到成年的喙嘴翼龙标本,这符合一个本地种群的预期。相反,史密斯认为,“幸运儿”翼龙和其他幼年风神翼龙标本生活在潟湖附近的陆地上。

  史密斯说,“这些岛屿和沿海地区可能是半干旱的,有稀疏的森林或灌木丛,这里生活着各种无脊椎动物和小型爬行动物,还有始祖鸟,这是已知最早的鸟类之一。我们知道这一点,因为这些植物和动物偶尔会被冲入潟湖”。

  史密斯说,研究人员仍在从索伦霍芬石灰岩中发现各种翼龙标本,这使得科学家能够更详细地研究翼龙的生长、变异和解剖结构。

  研究“幸运儿”翼龙帮助研究人员认识到史前热带风暴是如何导致化石记录出现偏差的。

  史密斯说,大多数时候,潟湖都很平静,水很浅。但它们就像定时炸弹。水柱由特定层组成,含氧的表层之下是超级咸、无氧的底层。

  史密斯说,“突如其来的风暴会搅动潟湖,将有毒的底层水带到表层,导致海洋生物大量死亡,与此同时,风暴还会将其他动物卷入潟湖,包括幼年翼龙,它们会迅速被细泥掩埋”。

  他说,许多幼年翼龙化石保存得如此完整,这表明它们在风暴过后不久就被掩埋,没有受到食腐动物的干扰。但非本地翼龙是如何进入潟湖的呢?幼年翼龙可能无法像成年翼龙那样躲避猛烈的风暴。

  史密斯说,“几个世纪以来,科学家们一直认为索伦霍芬潟湖生态系统以小型翼龙为主,但我们现在知道这种观点存在严重偏差。许多翼龙根本不是潟湖的原住民。大多数是没有经验、生活在附近岛屿上的幼年翼龙,不幸被强大的风暴卷入”。

  与此同时,成年翼龙更能抵御风暴,可能死于自然原因,然后在潟湖表面漂浮数天或数周,它们的遗骸碎片慢慢沉入湖底。现在,史密斯和他的同事们希望更好地了解翼龙幼崽为何能在生命早期就具备飞行能力,他说,这是几乎没有任何现代飞行动物能做到的。

  科学家们此前曾就翼龙幼崽的飞行能力展开过辩论,但这项研究表明,“幸运儿”翼龙所受的飞行相关损伤与鸟类,尤其是那些在海洋风暴中飞行的没有经验的幼鸟所受的损伤相似,研究人员在论文中写道。

  朴茨茅斯大学地球与环境研究所荣誉退休教授戴维·马蒂尔对这项研究和紫外线图像很感兴趣。马蒂尔没有参与这项研究,他对这些损伤是由风暴造成的这一说法持保留意见。他提出,这些损伤通常发生在动物被撞到岩石上时,而潟湖中没有悬崖。

  “因此,我欢迎这项研究提出一个非常有趣的假设,但这一假设需要更深入的研究”,马蒂尔在一封电子邮件中写道。爱丁堡大学古生物学与进化论教授史蒂夫·布鲁萨特也没有参与这项研究,他称这项研究是“最高水准的古生物学侦探工作”,为动物死亡和形成化石的方式提供了罕见证据。

  “仔细想想,每块化石都是一场悲剧”,布鲁萨特在一封电子邮件中写道,“它是死亡并被掩埋、最终变成岩石的植物或动物的一部分。这项研究为我们打开了一扇令人毛骨悚然的窗口,让我们得以窥见翼手龙的生活。我甚至能在脑海中想象出侏罗纪时期那个黑暗暴风雨夜的场景,命运的狂风将这些翼手龙吹落,使它们变成了我们1.5亿年后为之赞叹的化石”。