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琥珀中发现9900万年前未知的蛇类物种标本——缅甸晓蛇

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热度18票 浏览33次 时间:2018年7月19日 12:18
缅甸蛇类复原图 绘图刘毅

缅甸蛇类复原图 绘图刘毅

缅甸晓蛇复原图 绘图刘毅

缅甸晓蛇复原图 绘图刘毅

世界首次发现蛇类琥珀,命名为晓蛇,缅甸晓蛇和对应的CT重建 摄影/白明

世界首次发现蛇类琥珀,命名为晓蛇,缅甸晓蛇和对应的CT重建 摄影/白明

缅甸晓蛇的CT重建

缅甸晓蛇的CT重建

琥珀中的蛇皮 摄影Ryan C. McKellar

琥珀中的蛇皮 摄影Ryan C. McKellar

邢立达,迈克尔·考德威尔,兰德尔·尼达姆和白明在中科院动物所

邢立达,迈克尔·考德威尔,兰德尔·尼达姆和白明在中科院动物所

(中国化石网报道)据新浪科技7月19日消息(郭祎):来自中国、加拿大、美国和澳大利亚的科学家团队首次在琥珀中发现蛇类标本,并揭示了一个前所未知的物种。

该研究由中国地质大学(北京)的邢立达副教授、加拿大艾伯塔大学的迈克尔·考德威尔教授(Michael W。 Caldwell)、中国科学院动物研究所研究人员兼石探记创始人陈睿博士等学者共同研究。研究论文发表于国际顶级杂志《科学》(Science)旗下子刊《科学进展》(Science Advances,影响因子为11.511)上。此次研究标本来自著名的琥珀产区——缅甸北部克钦邦胡冈谷地。此地的琥珀距今约0.99亿年。胡冈谷地发现的脊椎动物琥珀为科学家提供了一个了解三维保存恐龙时代古生物的绝佳机会。2016年至今,邢立达团队发现了世界上首例琥珀中的各种古鸟类、恐龙、介形类和蛙类琥珀。

与其它脊椎动物化石相比,蛇化石是极为稀有的。这可能是大多数蛇类骨骼的质地都不是很坚硬,能形成化石并保存下来非常不易。而且,此前人们也从未在琥珀中发现过蛇类。“我们地质大学和石探记科学团队在2016年初陆续发现了这些蛇类琥珀,然后耗费了近一年的时间来重建骨骼的三维结构。”显微CT为这些蛇类提供了了详细的、立体的三维解剖结构。论文合著者之一,中国科学院动物所副研究员白明表示,这批标本中最重要的一件已经有些许腐烂,已经暴露出骨骼,这种情况反而对显微CT等无损设备的成像十分有利,通过对CT数据的重建、分割和融合,学者们最终无损得到了所有骨骼的高清3D形态。

邢立达介绍,“我们此次发表的标本很特别,首先,这是首次在琥珀中发现过蛇类,它的骨骼特征很特别,是一个全新的物种;其次,这是首次发现的新生蛇,让我们可以了解古蛇的发育;第三,新发现表明古代蛇类曾在海洋边缘的森林中生活,也指示了该地区有着更广泛的生态多样性;最后,新发现对晚中生代蛇类的演化与全球分布性有着重要研究价值。”

蛇的祖先可以追溯到侏罗纪中期,但它们的化石比较破碎,提供的信息不多。到了晚白垩世早期(约1亿至9500万年),蛇类已经有了全球性分布,南欧、非洲、北美、中东和南美都曾发现了蛇类化石。

邢立达告诉记者:“琥珀蛇保存了长4.75厘米的连续的颅后骨骼,包括了约97枚椎骨、肋骨和部分皮肤。这97枚椎骨中的前87节加上肋骨构成了躯干,剩余10节构成尾部。”标本的单一椎骨非常小,躯干椎体长约0.5毫米,尾椎长约0.35毫米。参照同时代的蛇类,如果标本完整,琥珀蛇的长度大约为9.5厘米。

“此次发现的标本有着明显的腹下椎骨(前泄殖腔椎骨),一共87节,推测总共有160节,而且标本的脊椎骨还有着特化的椎弧凹(zygantra)与椎弧凸(zygosphenes),这是蛇类的重要特征,这二个结构互相镶嵌着形成球状窝,使得蛇的每一节脊椎骨都能牢牢的相扣,并且又能转动灵活。”迈克尔·考德威尔教授介绍道。

根据其骨学特征,学者将这件标本命名为缅甸晓蛇(Xiaophis myanmarensis)。属名Xiaophis中的“Xiao”源自中文“晓”,向发现该枚琥珀的石探记联合创始人、琥珀专家贾晓女士致敬,ophis为希腊语中的蛇;种名“myanmarensis”表明化石发现于缅甸。陈睿博士告诉记者:“晓,这个字有着多层含义,不仅是收藏家的名字,也有破晓之意,暗示了这条蛇的原始,此外,也与小字同音,暗示着极小的标本。”

学者发现的另一件蛇类标本是琥珀中的蛇皮,这件标本代表了一只大型蛇类的蜕皮,鳞片呈菱形或圆菱形,鳞片间的表皮上有深线。一些区域能看到颜色的变化,但很可能不是原来的色彩,此外还能观察到圆形或环状的花纹。这张蛇皮的主人体长可能可达60至70厘米,是当时缅甸琥珀森林的大型掠食者。

“缅甸晓蛇可以说是现在蛇类的祖先之一,”论文作者之一,美国中西大学兰德尔·尼达姆教授(Randall L。 Nydam)说道,“缅甸晓蛇的颅后骨骼显示与其他白垩纪冈瓦纳蛇类极高的相似性,如阿根廷发现的、距今9000万年的狡蛇(Najash)和恐蛇(Dinilysia)。将缅甸晓蛇加入到早期蛇的系统发生分析中后发现,缅甸晓蛇位于冈瓦纳基干类群中,如狡蛇(Najash)、恐蛇(Dinilysia)和古裂口蛇(Sanajeh)及现代蛇(冠群)之间。”

此次发现的两枚琥珀都富含昆虫、昆虫粪便和植物残留物,这些琥珀内含物提供了独特的森林生态系统记录。缅甸琥珀中保存的一些植物和无脊椎动物都表明,这是一个包含有淡水栖息地的、潮湿温暖的热带雨林生态系统。海生介形类的存在则表明,部分琥珀森林亦濒临海岸线。缅甸晓蛇是首次在中生代森林环境中发现的蛇类,表明早期蛇类的生态多样性比以前的人为地更为多样。

从古地理角度,缅甸蛇类生存于南冈瓦纳的岛弧系统中,后成为劳亚大陆东缘的一部分。这些蛇琥珀位于劳亚大陆东部,是中生代蛇类记录的重要的新基准点,其明确表明蛇类在至少1亿年前就已经完成了在各纬度的分布。迈克尔·考德威尔教授假设道:“缅甸晓蛇可能从水生蛇类演化而来,后来迁徙到了外来地块的岛屿陆生环境中;特提斯海里广泛分布着多种森诺曼阶海生蛇,南美最近也发现森诺曼阶的海生蛇,这都表明在陆生和水生环境中的蛇类多样性出乎我们的意料。”

总的来说,缅甸晓蛇等蛇类琥珀的发现,是人类首次在琥珀中找到蛇类,也是首次在化石记录中发现新生蛇,其个体发生学特征在蛇类化石中可以说是史无前例,这些琥珀为自然界最成功和最具代表性的动物群之一提供了绝佳的演化线索。

据悉,该课题研究获得了国家自然科学基金委“国家自然科学基金重大项目”“国家自然科学基金面上项目”以及美国国家地理学会等项目的资助。

相关报道:首次发现蛇琥珀

(中国化石网报道)据南方都市报(李文):7月19日凌晨,来自中国、加拿大、美国和澳大利亚的科学家团队宣布,首次在琥珀里发现了蛇类标本,研究发表于《科学》旗下子刊《科学进展》(Science Advances,影响因子为11.511)上。

或为9 .5厘米长的蛇宝宝

该研究由中国地质大学(北京)副教授邢立达、加拿大艾伯塔大学教授、生物系主任迈克尔·考德威尔(M ichaelW . Caldw ell)、中国科学院动物研究所研究人员陈睿等共同进行。

邢立达介绍,这次发现蛇类标本的琥珀有两块,一块包含半条小蛇的骨骼,一块包裹着一片蛇皮。

发现蛇骨骼标本的琥珀来自一名琥珀爱好者,经显微CT成像显示,其中保存了长4.75厘米的连续的颅后骨骼,包括了约97枚椎骨、肋骨和部分皮肤。这97枚椎骨中的前87节加上肋骨构成了躯干,剩余10节构成尾部,“参照同时代的蛇类,如果标本完整,琥珀蛇的长度大约为9.5厘米”。

这条不到10厘米的蛇,单一椎骨也非常小,躯干椎体长约0 .5毫米,尾椎长约0 .35毫米。它很可能是一条刚出生不久的蛇宝宝。

包含蛇皮的琥珀来自一名琥珀商人。琥珀中是一条大型蛇类的蜕皮,鳞片呈菱形或圆菱形,鳞片间的表皮上有深线,一些区域能看到颜色的变化,但很可能不是原来的色彩。此外还能观察到圆形或环状的花纹。这张蛇皮的主人体长可能达60至70厘米,是当时缅甸琥珀森林的大型掠食者。

蛇化石极为稀有

邢立达介绍,与其它脊椎动物化石相比,蛇化石是极为稀有的。这可能是因为大多数蛇类骨骼的质地都不是很坚硬,能形成化石并保存下来非常不易,而且,此前人们也从未在琥珀中发现过蛇类。

这一次的琥珀内容物是怎样被确定为蛇类的?科学家们在2016年初拿到这两块琥珀,然后耗费了近一年时间来重建骨骼的三维结构。论文合著者之一、中国科学院动物所副研究员白明介绍,这批标本中最重要的一件已经有些许腐烂,已经暴露出骨骼。这种情况反而对显微CT等无损设备的成像十分有利,通过对C T数据的重建、分割和融合,学者们最终无损得到了所有骨骼的高清3D形态。

加拿大艾伯塔大学生物系主任迈克尔·考德威尔(M ichael W . Caldw ell)教授研究了标本的3D形态,发现它有着明显的腹下椎骨(前泄殖腔椎骨),一共87节,推测总共有160节。而且标本的脊椎骨还有着特化的椎弧凹与椎弧凸,这是蛇类的重要特征。这两个结构互相镶嵌着形成球状窝,使得蛇的每一节脊椎骨都能牢牢相扣,并且又能转动灵活。

曾被误认为蜥蜴化石

根据琥珀包裹着半条小蛇骨骼的骨学特征,研究者们将这件标本命名为缅甸晓蛇(X iaophism yanm arensis),属名X iaophis中的“X iao”源自中文“晓”,向发现该枚琥珀的贾晓女士致敬,ophis为希腊语中的蛇,种名“m yanm arensis”表明化石发现于缅甸。

研究者之一陈睿解释,“晓”字有多层含义,不仅是收藏者的名字,也有破晓之意,暗示了这条蛇的原始。此外,也与“小”字同音,暗示着极小的标本。

据这块琥珀的发现人贾晓讲述,发现它的过程相当曲折。2016年初,她在开一批琥珀原石时发现了它,当时它“黑乎乎的毫不起眼”。磨开了部分表皮后有一段动物包裹体和炭化的植物碎屑,像是巨大的蜈蚣。但在放大镜下仔细看后发现,“蜈蚣腿”其实是在动物体内,又像一只残破的小蜥蜴的肋骨。蜥蜴琥珀她已经有几块了,加上这块的珀体并不好看,她没有继续研磨,收了起来。

转机发生在不久后,贾晓与家人去旅游,在香港转机,路过一个小画廊时,看到一幅精美的画中画着眼镜蛇骨架。她多看了几眼,发现画里的蛇骨跟那块琥珀里的“实在太像了”。之后,这块琥珀被磨去全部表皮,送到了邢立达手里。

来自0.99亿年前的恐龙时代

论文作者之一、美国中西大学兰德尔·尼达姆教授(R andall L. N ydam )介绍,缅甸晓蛇可以说是现在蛇类的祖先之一,“缅甸晓蛇的颅后骨骼显示与其他白垩纪冈瓦纳蛇类有极高的相似性,如阿根廷发现的、距今9000万年的狡蛇(N ajash)和恐蛇(D inilysia)。将缅甸晓蛇加入到早期蛇的系统发生分析中后发现,缅甸晓蛇位于冈瓦纳基干类群中,如狡蛇(N ajash)、恐蛇(D inilysia)和古裂口蛇(Sanajeh)及现代蛇(冠群)之间。”

另外,这两块琥珀中都含有昆虫、昆虫粪便和植物残留物,提供了当时的森林生态系统记录。邢立达介绍,它们都与缅甸著名的琥珀产区———缅甸北部克钦邦胡冈谷地所产琥珀一致,而此地琥珀中的火山灰测定出其地质年龄约为0 .99亿年。

也就是说,这是两件0 .99亿年前的蛇类标本,那个时代正值中生代白垩纪,即恐龙时代之一。

实际上,蛇的祖先可以追溯到更早的侏罗纪中期。但那时的化石比较破碎,提供的信息不多。到了缅甸晓蛇生活的晚白垩世早期(约1亿至9500万年),蛇类已经有了全球性分布。南欧、非洲、北美、中东和南美都曾发现蛇类化石,但都是岩石中的化石,琥珀里的蛇类化石,这是第一次发现。

生活在热带雨林环境中

缅甸琥珀中保存的一些植物和无脊椎动物表明,缅甸晓蛇生活的环境,是一个包含有淡水栖息地的、潮湿温暖的热带雨林生态系统。海生介形类的存在则表明,部分琥珀森林亦濒临海岸线。

缅甸晓蛇是首次在中生代森林环境中发现的蛇类,表明早期蛇类的生态多样性比以前认为的更为多样。

迈克尔·考德威尔教授假设,缅甸晓蛇可能从水生蛇类演化而来,后来迁徙到了外来地块的岛屿陆生环境中。特提斯海里广泛分布着多种森诺曼阶海生蛇,南美最近也发现森诺曼阶的海生蛇,这都表明在陆生和水生环境中的蛇类多样性出乎人们的意料。

邢立达说,缅甸晓蛇等蛇类琥珀的发现,是人类首次在琥珀中找到蛇类,也是首次在化石记录中发现新生蛇。其个体发生学特征在蛇类化石中可以说是史无前例。这些琥珀为自然界最成功和最具代表性的动物群之一提供了绝佳的演化线索。

2016年至今,邢立达团队已经陆续发现了古鸟琥珀、恐龙琥珀、雏鸟琥珀、亚成鸟琥珀、介形琥珀和蛙琥珀。

相关报道:科学家在琥珀中发现史前幼蛇

(中国化石网报道)据cnBeta:外媒New Atlas报道,此前科学家已在琥珀中发现古老昆虫、恐龙羽毛、哺乳动物的红细胞和奇怪的蜘蛛等。现在,科学家们第一次在琥珀中发现史前幼蛇。在中国地质大学李大兴博士和加拿大阿尔伯塔大学的Mike Caldwell教授的带领下,一个国际团队最近在缅甸发现了这个琥珀化石。

研究人员称,当大约1亿年前幼蛇最初被困在粘性树脂中时,其位于冈瓦纳古陆。随后缅甸与该大陆分离,向北漂移直至与亚洲大陆相撞结合在一起。这种蛇因体型较小被称为缅甸晓蛇(Xiaophis myanmarensis),估计长度小于8厘米。

由于这条蛇的单一椎骨非常小,因此研究人员认为其是一条幼蛇。

根据科学家的说法,这为蛇在世界其他地方不断进化提供了一个“重要的联系”。“它可以追溯到恐龙时代,早在蛇开始分化成现代群体之前,”研究团队成员、来自澳大利亚弗林德斯大学的Alessandro Palci博士表示。“这种亚洲化石有助于揭示原始蛇从南部大陆到北部大陆的分散情况。”

关于这一发现的论文于本周三发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上。
TAG: 琥珀 缅甸晓蛇
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