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揭示琥珀“蛇宝宝”真面目,为研究提供了绝佳的演化线索!

时间:2023-01-07 23:27:32 | 浏览:2506

古人有云:“虎死精魄入地化为石”,意指琥珀是老虎流下的眼泪。但这些也不过是传说,寄托了人们用琥珀来趋吉避凶、镇宅安神的愿望。而科学上的“琥珀”实际是远古树脂形成的透明化石。在树脂滴落的过程中包裹了小虫、草籽等小东西,由于琥珀具有非常好的密封

古人有云:“虎死精魄入地化为石”,意指琥珀是老虎流下的眼泪。但这些也不过是传说,寄托了人们用琥珀来趋吉避凶、镇宅安神的愿望。

而科学上的“琥珀”实际是远古树脂形成的透明化石。在树脂滴落的过程中包裹了小虫、草籽等小东西,由于琥珀具有非常好的密封作用,它们得以跨过亿万年的时光完好地保存至今,栩栩如生,犹如时间胶囊一般。有时候,胶囊里还会有惊喜,比如,一条蛇……

这不是玩笑!继琥珀“煎饼鸟”、恐龙琥珀之后,中外研究团队首次在琥珀中发现蛇类标本,一条来自亿年前的“蛇宝宝”。

琥珀里的“巨型生物”?

或许,你的第一个疑问是:这块琥珀得有多大?要用锅装吗?实际上,它是很小的一块↓↓↓

贾晓女士与缅甸晓蛇琥珀

(图/张珂语 摄)

意不意外,惊不惊喜!来自上海的贾晓女士正是“蛇宝宝”琥珀的收藏者。其实之前发现的恐龙琥珀里面有条恐龙尾巴,长这样↓↓↓

冉浩与琥珀恐龙

你看,恐龙尾巴的琥珀都这么小,包着蛇应该算不小了吧?有趣的是,琥珀蛇和琥珀恐龙这两个发现的主导研究人,都是中国地质大学(北京)的邢立达老师。他还曾在琥珀中发现过整只鸟,一截小手指那么大的鸟……

邢立达博士在加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆观察琥珀标本

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

总体来说,琥珀里包住的东西不会太大。如果是包住了脊椎动物,那也一定会是小型脊椎动物。一般只能是小小鸟的翅膀或身子、小小恐龙的尾巴或者一条小小蛇。而这种体型的脊椎动物并不多见,因此这样的标本是非常珍贵的。相比化石那骷髅架子状态,琥珀里的动物还有一部分“血肉”,保存状态接近“僵尸大粽子”,我们可以看到更多细节,发现更多信息。

琥珀“蛇宝宝”真面目首亮相

接下来,就让我们看看这条“晓蛇”吧。

不用怀疑,没有写错别字,这条小蛇的名字就叫——缅甸晓蛇(Xiaophis myanmarensis),发现于缅甸克钦地区,和恐龙琥珀的产地相同,距今大约0.99亿年,那正是中生代的最后一个时期——白垩纪。至于“晓”则是一个多关的用词,一方面说明蛇“小”,另一方面向贾晓女士致敬,最后一方面,还有破晓之意,暗示了这条蛇的原始。

琥珀晓蛇和对应的CT重建

(图/白明 摄)

那这条蛇有多原始呢?研究团队不仅对琥珀进行了显微摄影,还利用显微CT技术对标本——一种能够对微小样本进行内部扫描的技术,对它进行了扫描,然后再通过数据重建获得样品的三维模型。这样一来就不用敲碎琥珀去研究里面的样本……通过三维重建,最终,我们看到了这样的结构:

琥珀晓蛇的CT重建

(图/白明 摄)

经测量,这个琥珀蛇的个体长4.75厘米,保存了铰接式的颅后骨骼,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,剩下10节构成尾部。标本的每一椎骨都非常小,躯干的椎体长约0.5毫米,尾椎长约0.35毫米,在尺寸和形态上与管蛇科红尾管蛇(Cylindrophisruffus)的新生蛇较为相似。所以,这很可能是一条刚刚孵化出来不久的小蛇。它生前也许是这样的↓↓↓

缅甸晓蛇复原图

(图/刘毅 绘图)

不过,如果你细心观察就会发现,从图片左边的蛇头向后找,这条蛇似乎没有尾巴,只有半条的样子。研究团队的科学家们也是这么想的。他们做了一个估计,根据同时代的一些蛇类颈椎与躯干椎可以达到150多个来推算,这条蛇大概还应该有几十个椎骨。以此推算,如果标本完整,这条琥珀蛇大约长9-10厘米。

通过比对,研究人员发现缅甸晓蛇的颅后骨骼与其他白垩纪冈瓦纳蛇类的骨骼化石相似性极高,如阿在根廷发现的距今9000万年的狡蛇(Najash)和恐蛇(Dinilysia)。研究人员将缅甸晓蛇加入到早期蛇类的演化结构中后也发现,缅甸晓蛇的位置在基干冈瓦纳化石蛇类和蛇类冠群之间——换言之,从进化的角度上来说,缅甸晓蛇的位置正好在白垩纪的古蛇和现代蛇类之间,或者说,是一个过渡位置。它没准是现代蛇类的祖先。所以,这是一个很古老的小家伙。

琥珀“蛇宝宝”带来极佳的演化线索

既然如此古老神秘,那这块琥珀还能带给我们哪些信息呢?

首先,我们之前也提到了,相比普通化石来说,琥珀“蛇宝宝”最具有特色的就是带有肌肉等软组织结构,虽然这些结构已经不同程度地碳化,但仍能帮助我们了解古蛇的肌肉是如何生在骨骼上的,一方面可以为普通化石的组织重建提供证据,另一方面通过和现代蛇类的比较,就能找到蛇类演化过程中的一些线索。

此外,琥珀还能为我们提供当时的古环境信息。与这次琥珀晓蛇一同发现的,还有一块带有蛇皮的琥珀,后者应该是较大型蛇类所蜕下的一小块皮。

琥珀中的蛇皮

(图/Ryan C. McKellar 摄)

这两块琥珀都富含昆虫、昆虫粪便和植物残留物,提供了独特的森林生态系统记录。缅甸琥珀中发现的其它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,部分琥珀森林亦濒临海岸线。

有趣的是,白垩纪几乎所有已知蛇类都表现了水生适应性或发现于河流沉积物中,而没有陆地生活的记录,或者说,此前所知的白垩纪蛇类多数都是水生的。因此,人们倾向于认为当时的蛇类还没有登上陆地。缅甸晓蛇是首次在中生代森林环境中发现的蛇类,表明早期蛇类比我们之前想象地更为多样,它们已经开始适应陆地的生活。

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