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中国辽西地区距今约1.2亿年前热河生物群中发现新的翼龙类——阿凡达伊卡兰翼龙
2014-09-15 | 编辑: | 【

  阿凡达伊卡兰翼龙头部复原图(赵闯绘)

  阿凡达伊卡兰翼龙正型标本(IVPP V18199)(汪筱林供图)

  阿凡达伊卡兰翼龙正型(IVPP V18199)和归入标本(IVPP V18046)头骨比较(汪筱林供图)

  (化石网报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:2014年9月11日,《自然》子刊Scientific Reports在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所汪筱林研究员领导的科研团队在我国辽西地区距今约1.2亿年前著名的热河生物群中发现的一类新的翼龙类—阿凡达伊卡兰翼龙(Ikrandraco avatar gen. et sp. nov.)。这一新翼龙的头骨顶部平直而下颌腹侧发育一奇特的刀片状半圆形的骨质脊以及锋利的牙齿,这些都与2009年风靡全球的科幻电影《阿凡达》(Avatar)中的潘多拉星球的飞行翼兽伊卡兰(Ikran)的头部极其相似,并因此而得名。不过这次新发现的翼龙比电影中的伊卡兰小很多,它们的翼展仅1.5米左右,而伊卡兰的翼展可达12米,与地球上已知最大的翼龙相当。在《阿凡达》中,还有一类更大的飞行动物——魅影(Leonopteryxy),外星纳威人称其为托克鲁(Toruk),它们的体型则更大,翼展可达25米。

  虽然在人们虚构的潘多拉星球上的生物与地球生物完全不同,可我们却总能在那些奇特的外星生物身上找到地球生物的影子。在这部电影中给人们留下最深刻印象的就是那些空中飞行的翼兽—伊卡兰和魅影。这些飞行动物既不像鸟,也不像蝙蝠,很显然不是电影制作者凭空想象出来的,这些被纳威人作为坐骑驾驭在空中飞行的大型飞行动物,很大程度上是参考了现今已经绝灭的飞行爬行动物—翼龙,可以说是翼龙和鸟等飞行脊椎动物的混合体。影片中最令人难忘的就是主角的坐骑魅影,它的头部形态就是两种翼龙头骨的集合。魅影的上下颌都有头饰,满嘴都是尖利的牙齿,这与古魔翼龙相似,只不过古魔翼龙的头饰为圆弧形,而魅影的呈帆状,这样的头饰我们却能在古神翼龙的头上找到,只不过这种翼龙却没有牙齿,备受瞩目的魅影其实就是这两种翼龙的结合体。古魔翼龙和古神翼龙在中国和巴西都有发现,而古神翼龙目前仅发现于中国和巴西,其生存时代也大致相当,距今约1.1-1.2亿年前的白垩纪中期。伊卡兰显然被电影艺术家们在魅影的基础上做了些许调整,去掉了头骨顶部的头饰,而仅保留了下颌的脊状结构。意外的是,这种艺术家的想象之作却为我们提前描绘了一种生活在白垩纪的会飞的地球生物,这就是最新的翼龙发现—阿凡达伊卡兰翼龙。

  新的翼龙包括两件产自辽西下白垩统九佛堂组的化石标本。正型标本产自建昌喇嘛洞,保存了完整的头骨和下颌,以及部分身体骨骼;另一件标本产自相邻的凌源四合当,包括完整的头骨、下颌和部分颈椎。两件标本的产出地点相距约20-25公里,都赋存在九佛堂组的湖相页岩中。在已发现的翼龙化石中,伊卡兰翼龙是少见的同一属种发现了一件以上较为完整标本的类型。尽管两件标本之间存在一些很小的差异,如第二件标本(头长268.3 mm)较正型标本(头长286.5 mm)略小(小约6%),但两件标本具有近乎相同的鼻眶前孔与头骨的长度比例;虽然第二件标本的下颌骨脊较正型标本更大一些,但两件标本下颌骨脊的最低点都位于第9与第10下颌齿之间,而且迄今已知只有伊卡兰翼龙具有下颌骨脊却没有发育上颌骨脊。此外,在这两件标本的下颌骨脊的后端发育一个小的钩状突,也从来没有在其他翼龙中发现类似的形态结构。据此认为这两件标本属于同一个属种的翼龙。

  分支系统学研究表明,伊卡兰翼龙属于无齿翼龙超科(Pteranodontoidea),具有一些自近裔特征及特征组合而区别于其他翼手龙类:头骨背侧在鼻眶前孔上方微微拱起;鼻骨外侧凹陷;下颌腹侧下颌骨脊后缘具钩状突;枢椎侧面具有两个发育的气孔;头骨低矮(高度为长度的18.7%);方骨强烈后倾(150°);前上颌骨平直无脊;下颌骨质脊呈刀片状,最高处位于中间位置;第二、三翼指骨近端腹侧具有气孔。第二件伊卡兰翼龙产出的凌源四合当地点,汪筱林等还发现了一类吻端牙齿巨大而头后具有脊的奇特翼龙——猎手鬼龙,此外,他们还在辽西其他九佛堂组化石地点发现了努尔哈赤翼龙和辽宁翼龙等,这些中到大型的食鱼翼龙与这次发现的伊卡兰翼龙具有较近的亲缘关系,但是更精确的分类位置还有待于于进一步的研究。

  中国和巴西两国古生物学家在对这两件翼龙化石的形态学和系统发育分析的基础上,重点对伊卡兰翼龙的形态功能和捕食方式等进行了较深入的讨论。伊卡兰翼龙与其他已知的翼龙的最大不同在于其只发育下颌骨脊,而没有上颌骨脊。这一奇特的头饰形态在已知的翼龙中从来没有被发现过,在现生动物中也没有实例,因此还无法准确的知道下颌骨脊的功能。科学家们对头骨脊可能具有的多种功能进行了解释,认为头骨发育脊(头饰)的最常见的功能就是展示,无论是性别展示还是属种间展示,很显然在头部上方远比在头部下方要更容易被发现和更具有展示功效,也更能引起其他个体或异性的关注,所以仅具有下颌骨脊的伊卡兰翼龙则大大降低了头饰仅仅作为展示功能的可能性。从两件标本下颌骨脊表面来看,并没发现像掠海翼龙的头骨脊上大量分布的沟槽状的血管印痕,所以其作为散热功能的可能性也较小。剩下的就是与动力学相关的功能了,伊卡兰翼龙的下颌骨脊呈半圆形,边缘平滑似刀片状,很可能还具有一层较薄的角质鞘,这使得其在飞行和捕食时具有切割流体和降低阻力的功能,从而推测伊卡兰翼龙在他们生活的淡水湖泊捕猎食物的过程中,会贴近水面飞行,薄薄的下颌骨脊部分或全部切入水中,一旦发现水面附近的猎物就迅速将其捕获,下颌骨脊在这一捕食过程中就起到了切割水流和瞄准猎物的作用,非常类似于现生剪嘴鸥的捕食行为。曾有研究者认为,之前被推测在水面低飞掠食的翼龙可能并不具有这种能力,原因在于它们的体型过大,如此贴近水面飞行捕食所消耗的能量也大很多。而伊卡兰翼龙的翼展大约只有1.5米,属于中小型的翼龙类,也仅比剪嘴鸥(翼展约1.2米)略大一点,所以伊卡兰翼龙也并非只是偶尔采用这一捕食方式。

  在伊卡兰翼龙的下颌骨脊后侧发育有明显的钩状突,这一特征已知在其他翼龙和现生动物中都未曾被发现。虽然有一些翼龙化石从其皮肤印痕推测,认为具有类似现生鹈鹕的喉囊,但是都没有确实可靠的证据。然而,伊卡兰翼龙发育的钩状突很可能就是其具有喉囊的最好证据,这一结构的主要功能是为了附着柔软的皮质喉囊,也代表了喉囊最前端的位置。伊卡兰翼龙喉囊的功能可能和鹈鹕的略有不同,鹈鹕利用喉囊进行捕食,而伊卡兰翼龙很可能利用喉囊来储存在水面连续和就近多次捕获到的鱼类等食物,而不需要在每次捕抓到食物后立刻吞咽,也不需要飞离水面后再寻找目标进行下一次的捕食。这样的捕食行为起到了很好的节省体能的作用,也代表了一种全新的翼龙捕食方式。

  该研究得到了国家杰出青年科学基金、科技部973项目以及中科院百人计划等的支持。

  相关报道 

  (化石网报道)据北京日报(刘欢):3D电影巨制《阿凡达》中,飞行翼兽“伊卡兰”竟在我国显身。日前,我国科学家在辽西建昌发现了一类新翼龙化石标本,新翼龙的头部竟与“伊卡兰”极其相似,这个翼龙新属种被命名为阿凡达伊卡兰翼龙。

  阿凡达伊卡兰翼龙是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员汪筱林及其科研团队发现的。两件标本出自距今约1.2亿年前的热河生物群。正型标本产自建昌喇嘛洞,保存了完整的头骨和下颌以及部分身体骨骼;另一件标本产自相邻的凌源四合当,包括完整的头骨、下颌和部分颈椎。两件标本产出地点相距约20至25公里,都赋存在九佛堂组的湖相页岩中。

  根据研究推测,伊卡兰翼龙的翼展大约1.5米,属于中小型的翼龙类。此前,科学家们多认为头骨发育脊即“头饰”最常见的功能就是展示。但伊卡兰翼龙只发育下颌骨脊,而没有上颌骨脊。这一奇特的“头饰”在已知的翼龙中从来没有被发现过,现生动物中也没有实例,尚无法判断其功能。

  研究人员发现,伊卡兰翼龙的下颌骨脊呈半圆形,边缘平滑似刀片状,很可能还具有一层较薄的角质鞘,这使得其在飞行和捕食时具有切割流体和降低阻力的功能。研究人员推测伊卡兰翼龙在淡水湖泊捕猎食物时,会贴近水面飞行,薄薄的下颌骨脊部分或全部切入水中,一旦发现水面附近的猎物就迅速将其捕获,下颌骨脊在这一捕食过程中,起到了切割水流和瞄准猎物的作用。

  伊卡兰翼龙的下颌骨脊后侧发育有明显的钩状突,这在相似物种中也从未发现过。这一钩状突很可能就是其具有喉囊的最好证据。研究人员表示,伊卡兰翼龙在水面连续多次捕获时,很可能用喉囊储存捕到的鱼类等食物。

  不仅仅是阿凡达伊卡兰翼龙,在凌源四合当,汪筱林等还发现了一类吻端牙齿巨大而头后具有脊的奇特翼龙——猎手鬼龙。此外,他们还在辽西其他九佛堂组化石地点发现了努尔哈赤翼龙和辽宁翼龙。

  相关报道 

  (化石网报道)据光明日报(齐芳):科幻电影《阿凡达》中,潘多拉星球的飞行翼兽伊卡兰给人们留下了深刻印象。我国古生物学家在辽西热河生物群中竟然发现两件与伊卡兰极为相似的翼龙标本,这一新物种被命名为阿凡达伊卡兰翼龙。这是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所汪筱林研究员领导的中国和巴西联合科研团队的最新发现,研究成果11日在线发表于国际著名学术期刊《自然》子刊《科学报告》上。

  汪筱林说:“我们在辽西地区相距20多公里的两个化石地方发现了两件标本,一件保存了完整的头骨和下颌,以及部分身体骨骼。另一件保存了完整的头骨、下颌和部分颈椎。”他们分析认为,这两件标本有类似结构,应该属于同一属种。它们的头骨顶部平直,而下颌腹侧发育出一种奇特的刀片状半圆形的骨质脊,还有锋利的牙齿。这些特征都与科幻电影《阿凡达》中的飞行翼兽伊卡兰的头部极其相似,“不过它们比电影中的伊卡兰小很多,翼展仅1.5米左右”。

  汪筱林介绍,阿凡达伊卡兰翼龙有一些独特的形态结构,在已知的翼龙中从来没有被发现过,在现生动物中也没有实例—“伊卡兰翼龙与其他已知的翼龙的最大不同在于它只发育了下颌骨脊,没有上颌骨脊;而且在下颌骨脊后侧发育有明显的钩状突”。

  “目前还无法准确知道下颌骨脊的功能,但我们推测这很可能与飞行和捕食功能有关。”汪筱林说,伊卡兰翼龙的下颌骨脊呈半圆形,边缘平滑似刀片状,很可能还具有一层较薄的角质鞘。这一结构不仅能降低伊卡兰翼龙飞行时的阻力,也具有切割流体的功能。“如果这一推论成立,我们认为伊卡兰翼龙在淡水湖泊捕猎食物的方式可能和现生剪嘴鸥的捕食方式类似,它们会贴近水面飞行,将薄薄的下颌骨脊部分或全部切入水中,一旦发现水面附近的鱼类就迅速将其捕获。”

  而伊卡兰翼龙发育出的钩状突,很可能说明它们具有类似现生鹈鹕的喉囊。汪筱林说:“不过功能略有不同,鹈鹕利用喉囊进行捕食,而伊卡兰翼龙很可能利用喉囊来储存连续捕获的食物。”这样的捕食行为能够节省体能,很可能是一种全新的翼龙捕食方式。

中国辽西地区距今约1.2亿年前热河生物群中发现新的翼龙类——阿凡达伊卡兰翼龙

阿凡达伊卡兰翼龙生态复原图(赵闯绘)







 
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