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学者们最终无损得到了所有骨骼的高清3D形态

2018-07-19 09:23  点击数:    admin
         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。”
 
  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
 
  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。