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东西问丨汪筱林:亿万年前“翼龙伊甸园”为何惊现新疆哈密?

发布日期:2022-08-04 19:47   来源:未知   阅读:

  中国新疆哈密是翼龙和恐龙化石最新的研究“圣地”,被誉为“翼龙伊甸园”,是目前世界上分布面积最大和最富集的翼龙化石产地,在这里世界首次发现三维立体保存的翼龙蛋和胚胎化石以及雌雄翼龙个体。

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)研究员、中国科学院大学教授、古生物学家汪筱林10多年来率领科考队持续在新疆的天山南北进行野外科学考察,发现哈密翼龙动物群,抢救性采集一批翼龙和恐龙化石进行研究,并推动化石及其遗址保护工作。他近日在北京接受中新社“东西问”独家专访,揭秘哈密“翼龙伊甸园”发现始末,解读中生代“空中霸主”翼龙的“前世今生”。

  汪筱林:翼龙是一类非常奇特的飞行爬行动物,也是最早飞向蓝天的脊椎动物。翼龙和恐龙在约2.3亿年前的三叠纪晚期在地球上同时出现,翼龙飞向天空而恐龙奔跑于陆地,在6600万年前的白垩纪末期地球第五次生物大灭绝事件中又同时绝灭,在地球上生存约1.6亿年。

  关于翼龙和恐龙的关系,首先要明确翼龙不是恐龙,翼龙是一种飞行的爬行动物,而不是会飞的恐龙。两者关系可以说既近又远:它们大约在2.3亿年前的三叠纪晚期来自共同的祖先,亲缘关系上相当于人类的“表亲”;但是,翼龙称霸天空,恐龙主宰陆地,在骨骼形态和结构上差异很大,是属于完全不同的两个脊椎动物分类单元。

  地球上会飞的脊椎动物目前所知仅翼龙、鸟类和蝙蝠三种。翼龙最早飞上蓝天也是三者中唯一绝灭的,它比最早出现的鸟类始祖鸟还要早约7000万年;蝙蝠是唯一飞行的哺乳动物。三者纤细中空的骨骼非常相似,但形态结构上差别又非常大。翼龙不可能演化为鸟类,更不可能演化为新生代出现的蝙蝠。

  src=中新社发 中科院古脊椎所 供图 src=中国丝路巨龙(左)与新疆哈密巨龙(右)及哈密翼龙动物群生态复原图(创作/赵闯,科学指导/汪筱林)。中新社发 中科院古脊椎所 供图 /

  中国丝路巨龙(左)与新疆哈密巨龙(右)及哈密翼龙动物群生态复原图(创作/赵闯,科学指导/汪筱林)。中新社发 中科院古脊椎所 供图

  中新社记者:哈密的“翼龙伊甸园”是如何发现的?有什么特点?它和同在新疆的乌尔禾翼龙动物群有何关联?

  汪筱林:哈密“翼龙伊甸园”位于新疆天山以南、哈密西部的戈壁地区,属于吐(吐鲁番)哈(哈密)盆地的一大片雅丹无人区,最早是2005年由中科院古脊椎所邱占祥院士等发现。我们随后组成科考队赴哈密戈壁翼龙化石发现地点及其周边地区连续开展野外考察,2006年在戈壁上发现非常丰富的翼龙化石,相关野外科考、研究、保护等工作从那时起一直持续至今。

  哈密戈壁翼龙化石分布区是目前所知世界上分布面积最大、最富集的翼龙化石产地,化石分布面积可达上千平方公里,在目前已发现的70至80平方公里的富集范围内,每平方至少一个翼龙个体,推测有上亿数量的翼龙曾在此繁衍生息。

  这里不仅有极其丰富的不同发育阶段的翼龙骨骼化石,最重要的是,还发现大量翼龙蛋和胚胎化石三位一体保存。在此之前全世界只发现4枚二维压扁保存的翼龙蛋,其中三枚保存胚胎,但在哈密已经研究报道的翼龙蛋就有200多枚。这些三维立体保存的翼龙蛋及10多枚三维立体保存的翼龙胚胎都是世界上首次发现。同时,通过哈密翼龙化石的头饰判断出雌性和雄性之分,这也是首次实证翼龙的性别。翼龙从蛋、胚胎到幼年、亚成年和成年的各个发育阶段化石大量保存,代表了白垩纪繁盛的翼龙乐园,所以称之为“翼龙伊甸园”。

  在天山北部准噶尔盆地西北缘的乌尔禾魔鬼城(雅丹)地区,1963年由当地石油工作者首先发现翼龙化石,中科院古脊椎所杨钟健院士1964年研究命名为“魏氏准噶尔翼龙”,这是中国第一个较完整的翼龙化石和第一个被命名的翼龙。杨老随后带领科考队在乌尔禾及周边地区持续考察,发现与翼龙共生的很多恐龙及其他的爬行动物化石,1973年研究命名另一种个体较小的“复齿湖翼龙”,并将该化石群称为“乌尔禾翼龙动物群”。

  天山南北的这两个翼龙动物群都属于早白垩世,但从化石来看完全不一样,我们推测可能有两方面原因:一是时代上有早晚,早白垩世距今从1.45亿年一直延续到1亿年左右,持续约4500万年,哈密和乌尔禾的翼龙很可能有早有晚,但孰早孰晚迄今尚无定论;二是当时可能天山已隆升很高,对翼龙飞行产生地理阻隔,使南北两地翼龙无法飞越天山交流。

  中新社记者:亿万年前,新疆天山南北为何成为翼龙的“家园”?哈密“翼龙伊甸园”又如何形成?

  汪筱林:为适应飞行,翼龙的骨壁很薄,纤细的骨骼内部中空,使得在全世界范围内,翼龙化石因很难保存而非常稀少,且大多不完整,翼龙蛋和胚胎化石更是极为罕见。

  我们团队通过研究认为,在距今大约1.2亿-1.3亿年前的早白垩世,现在位于天山南北形成哈密和乌尔禾雅丹的地层都是湖相为主的沉积,代表了白垩纪时期的湖泊,翼龙在湖边群居生活,飞翔、捕鱼、产蛋,繁衍生息,湖中丰富的鱼类为翼龙提供大量的食物和优质蛋白,满足其生存的食物来源和飞行的热量需求。

  目前“翼龙伊甸园”所在地哈密雅丹面积超7000平方公里,推测白垩纪时期有上万平方公里的大型湖泊。从沉积学和埋藏学角度分析,哈密翼龙动物群由突发灾难事件导致了集群死亡,即湖里形成多次大型风暴,把空中飞翔、湖面捕鱼、岸边休憩或产卵孵化的翼龙个体,及它们的蛋与胚胎等卷入风暴,并在风暴快速搬运过程中死亡,身体被撕裂,连同高能风暴形成的其他泥质碎屑等一起快速沉积,埋藏在浅湖或湖岸边;经过1亿多年的地质作用,形成如今组成雅丹的湖相地层及其风暴层中的化石群。

  地层是一部记录地球和生命演化的百科全书,地层沉积是“文字”,化石是书中精美的“插图”。哈密戈壁雅丹地层中有很多突发灾难事件形成的沉积,有多层化石富集层,代表多次风暴事件导致的集群死亡,推测每层都有数千万翼龙个体。每次湖泊风暴都是局部的,导致翼龙大量死亡后,其他翼龙继续生存繁衍。大型湖泊环境和灾难性风暴事件,很好地解释了为什么有那么多翼龙曾在哈密生活、有这么多的翼龙化石在哈密被发现。

  中新社记者:哈密“翼龙伊甸园”收获的代表性研究成果有哪些?还有哪些未解之谜?

  汪筱林:哈密“翼龙伊甸园”被发现后,我们团队于2014年在国际学术期刊《现代生物学》以封面文章发表论文,将哈密发现的翼龙化石命名为“天山哈密翼龙”,同时报道了5枚三维立体保存的翼龙蛋,这是世界上首次发现的3D翼龙蛋。这些发现被认为是翼龙研究200多年来最重要和最激动人心的发现之一。2017年,《科学》发表我们在哈密抢救性采集超过200枚翼龙蛋和十多枚3D胚胎标本的研究论文,这是全球首次发现的3D翼龙胚胎,获评为“2017年度中国古生物学十大进展”之首。

  近期,我们又研究报道了哈密“翼龙伊甸园”共生的大型蜥脚类恐龙化石,以及兽脚类恐龙的牙齿,并命名“中国丝路巨龙”和“新疆哈密巨龙”两个恐龙新属种。这些恐龙化石的发现不仅增加了哈密翼龙动物群的多样性,也增加了中国早白垩世蜥脚类恐龙的多样性和地理分布。

  哈密翼龙野外科考和研究过程中还发现一些有趣现象,也可称为未解之谜,比如:我们认为翼龙是吃鱼的,但目前为止,哈密“翼龙伊甸园”尚未发现一件鱼的化石,鳞片、椎体都没有;我们发现哈密翼龙和辽西热河生物群一些翼龙类群的亲缘关系更近,反而与地理上更近的准噶尔翼龙的关系比较远。

  中新社记者:从哈密“翼龙伊甸园”发现到成果论文发表,您为何坚持保密近十年?

  汪筱林:哈密科考队2006年就开始进行大规模野外科考,当年就有重大发现。按古生物研究的常规,很快就能发表相关成果。但我们认为这是一个非常重要的翼龙化石分布区,科研潜力很大,一定要保护好,这也是科学家的责任。

  因为担心论文发表后化石地点暴露,容易导致人为破坏,团队虽然持续开展科考研究,但论文一直没有发表。差不多保密近10年,直到当地政府可进行有效保护后,2014年才发表研究成果。保密目的,是为了把哈密“翼龙伊甸园”有效保护好、高效研究好、可持续利用好。

  我们团队这些年来也一直推动哈密翼龙—雅丹国家地质公园及其遗址博物馆规划建设工作,目前公园项目已获批,正积极推进公园基础设施和化石富集的核心区翼龙遗址博物馆建设。我们希望建成后既可以有效保护化石及其遗址,更好开展科学研究和科普教育,给子孙后代留下珍贵的自然遗产,也可以成为特色旅游景区,助力当地经济社会文化发展。(完)

  汪筱林,古生物学家,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、博士生导师,国家杰出青年基金获得者,巴西科学院通讯院士;中国科学院大学和南京大学教授、上海大学和北京科技大学兼职教授;中国古脊椎动物学会常务理事、中国科普作家协会常务理事及科学与影视融合专委会主任委员、国家古生物化石专家委员会委员;《地层学杂志》《地质论评》《科学报告》等编委。