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  • 科学家正在破解恐龙如何交配的谜题
      (化石网报道)据环球科学ScientificAmerican微信公众号(撰文:布莱恩·斯维特克(Brian Switek)翻译:贺一鸣 审校:徐星):科学家曾经很难触及恐龙如何交配的问题,但现在他们正在破解这个谜题。
      踱步于美国芝加哥奥黑尔国际机场时,我看见了一具高耸壮观的恐龙骨骼。起初我以为,这是旅途疲劳头晕产生的蜃景,但当我走近时发现,它并没有消失。立柱般的前肢和强壮的肩膀,共同支撑起长长的脖子,上面顶着一个四四方方的小头骨。恐龙凝视着机场上的Wi-Fi广告横幅,看起来像是在观察远处停机坪里那些刚刚离港和进港的乘客。我停下脚步,开始打量这只史前巨兽——腕龙(Brachiosaurus),它是人类发现的最大恐龙之一,而这是一件来自芝加哥田野博物馆(Field Museum)的复制品。我也在思量,当这具26米长的巨无霸复活,巨大的骨骼内重新填满器官、肌肉,再覆上皮肤时,会是什么情景?这时,我的大脑突然蹦出一个奇怪的想法:如此庞然大物是怎么交配的呢?
      伴随着头晕和倦意,我脑海中在设想着这样一幅场景:在大约1.5亿年前侏罗纪,一片针叶林中,一对多情的腕龙站在一起,等待着对方迈出第一步。但我还是无法判断,接下来它们可能做什么动作。是雄性骑到雌性身上吗?雌性能支撑得住雄性的重量吗?那条巨大的尾巴不碍事吗?唉,我的飞机已经开始登机了,因此我不得不与这具骨骼告别,但我在飞机上仍思考着恐龙如何交配这个谜题。至今我还在考量这个问题。
      恐龙必须通过交配才能繁殖,交配方式应该和现生爬行动物一样,雄性将精子放入雌性体内,使卵子受精,雌性产出的卵将会继续发育,直到小恐龙破壳而出。虽然科学家目前已经在恐龙的生物学方面做了大量研究与推论,但恐龙交配的具体细节仍不为人所知——部分原因是,研究动物的性行为一直都是一种忌讳,而且恐龙用什么方式交配,远远超出了目前的研究水平,科学家难以提出令人信服的假设。不过,先不要丧失希望,因为有大量化石提供了恐龙生长到性成熟阶段的细节,以及它们如何吸引异性的直接线索。同时,对鸟类和鳄类——现存的与恐龙亲缘关系最近的生物——的研究,揭示了恐龙外生殖器的可能解剖结构。电脑的模拟分析也可以验证各种交配方式在理论上的可能性。尽管还有许多谜团尚待解开,但科学家还是一点一点在揭开恐龙恋情的神秘面纱。
      锁钥原理 
      生物交配很难通过化石的形式保存下来。目前已知的相关化石记录包括一对4 700万年前的龟类和一对3.2亿年前的鲨鱼,它们都是在交配时被迅速掩埋而变成化石的。很不幸,我们目前还没有发现任何一对死在浪漫拥抱时的恐龙化石。即使有些恐龙化石保存得极其完好,但生殖器官依旧无法识别。 为了研究这些已灭绝动物的私密部位,科学家不得不从现存的与它们亲缘关系最近的动物鸟类与鳄类入手。
      鸟类可以算是活的恐龙,它们于1.5亿年前从恐龙的一个分支中演化而来,并顽强存活至今。鳄类,一个包含了短吻鳄、长吻鳄和宽吻鳄的群体,是现存与恐龙和现代鸟类关系最密切的生物类群。鸟类和鳄类的共同特征也可能出现在恐龙身上。 其中一个在鸟类和鳄类的两性中都存在的性状是,它们都具有泄殖腔(cloaca),这是躯体最末端的一个空腔,综合了生殖、排尿和排便的功能。根据这点,我们可以推而广之,恐龙很可能也具有类似器官。因此,一只迷惑龙(Apatosaurus)的生殖器平常可能是看不见的,外观上仅仅只是尾巴下方的一条缝。
      大多数雄性鸟类的泄殖腔内没有阴茎,它们通过“泄殖腔亲吻”这种方式将精子挤进雌性泄殖腔口。但有一些雄性鸟类是有阴茎的,有趣的是,这部分鸟类在进化树上的位置位于鸟类的主干部分。根据耶鲁大学的鸟类学家帕特里夏·布伦南(Patricia Brennan)及其团队的理论,这一特征说明,远古时期的鸟类具有阴茎,而其他支系的鸟类在演化过程中失去了这一性状。 就像水禽和其他古老的鸟类支系一样,雄性鳄类也具有阴茎,它们使用相似的方式使雌性受精。因此,几乎可以肯定雄性恐龙会拥有类似器官。如果鳄类和性特征发达的鸟类的私密部位有什么暗示,那就是恐龙的阴茎会是一种单个的、不成对的器官,并至少有一个长通道以便在交配时射出精子。尽管如此,人类目前已发现了1850多个属种的恐龙,它们生存于2.45亿年前到6600万年前之间,在漫长的演化中,它们的外生殖器很可能出现很多变化。
      判断恐龙性别 
      无论如何,要重现恐龙的交配行为,就需要对它们的生殖器官有更多了解。科学家得先识别雌雄,而在缺失生殖器化石证据的情况下,这事说起来容易做起来难。长时间来,研究者一直在寻找在没有软组织的情况下就能区分两性的骨骼证据。但大多数所谓符合该原则的性状,比如认为雄性赖氏龙(Lambeosaurus)具有大型头冠,在用于识别两性方面时都被认为是不可靠的。 由于在骨骼上区分雌雄恐龙实在太困难,所以哪怕再难,也必须找到更直接的证据。
      寻找那些体内还怀有恐龙蛋的雌性恐龙化石是一个可以明确鉴别雌性恐龙的方法,比如2005年,科学家在中国江西赣州附近,发掘出了一具带有两枚尚未产出的恐龙蛋的窃蛋龙化石。不过,研究者还有一个选择。2000年,一具特殊的暴龙化石的发现,揭示了一个也许能识别雌雄恐龙的新方法。当一些种类的鸟类处于产卵期时,后肢的股骨骨髓腔里,会产生一种薄薄的组织层,称为“髓质骨”(medullary bone)。该组织富含钙质,能为蛋壳的生成贮存原料。当北卡罗来纳大学的玛丽· H· 施魏泽(Mary H。 Schweitzer)检查这具暴龙化石的股骨时,发现了髓质骨,因此,可以认定这具暴龙化石是雌性,并且是在怀孕时死去的。这一生理反应的发现证明,不仅是恐龙的后裔鸟类,雌性恐龙至少在怀孕时,也会在股骨中生成钙质层。
      美国中西部大学的安德鲁·李(Andrew Lee)和加利福尼亚大学伯克利分校的萨莎拉·韦宁(Sarah Werning)在得知施魏泽的发现后,开始着手调查,他们想获知恐龙性活跃的初始年龄段。此前的研究已经确定,恐龙的骨骼内部具有一些条带,可以估算恐龙死亡时的年龄。这些年轮状的条带,叫做停止生长线(lines of arrested growth,LAG),这些条带可以反映,在生存环境较恶劣的年份,恐龙生长减缓的现象,比如在干旱季节缺乏食物和水时。通过重建恐龙的生长曲线,并结合LAG,我们可以看出,恐龙早年生长得非常迅速,在达到骨质的成熟期后生长速度则放缓。 通过观察怀孕暴龙化石标本的LAG情况,以及另外两具具有髓质骨痕迹的化石标本——一只具喙嘴的、植食性的腱龙(Tenontosaurus)、一只肉食性的异特龙(Allosaurus),李和韦宁推断,这三只恐龙死去时都是年轻的母亲。腱龙大约死于8岁时,异特龙死于10岁时,而暴龙死于18岁时。这些恐龙仍处于生长期——它们的骨骼都还未发育成熟。不过髓质骨只能指示这只雌性恐龙最近一次交配的时期。 恐龙生长很快,但死时很年轻。
      李和韦宁认为,快速的生长率和较早性成熟,可能说明恐龙是在危机四伏的环境中艰难生存,它们不得不通过早育的方式,尽快繁衍下一代以维持种群的延续。幼年的哺育对那些体型最为庞大的恐龙尤为重要。如果一头24米长的恐龙,如迷惑龙,需要数十年才能长到性成熟,那么只会有极少数个体才能幸存并生育。李和韦宁估计,在达到它们体型的最大值之前,这些恐龙就早早地开始交配了,年龄可能是在19岁之前。不管怎么说,十几岁的恐龙还非常年轻。
      众多理论 
      在交配之前,恐龙得先吸引异性。古生物学家怀疑过,恐龙许许多多夸张的装饰,比如头冠、棘刺、骨板、角和羽毛,是否都是为了吸引异性。蜥脚类恐龙长长的脖颈,可能也具有类似的功能。尽管进化出夸张的超长脖子最有可能的原因是,这样能让恐龙吃到更多的食物,但也有可能增加它们在交配期吸引异性的机会,它们可能产生炫目多彩的颜色,通过这种方式说明它们健康状况更好,以便吸引异性。(大部分蜥脚类恐龙成年后体型非常庞大,以致于几乎没有天敌,因而可以抛弃伪装色,肆无忌惮地披上鲜艳的装饰。)其他恐龙可能也会在吸引异性方面有所展示。肯特龙(Kentrosaurus)通过展示骨板和尾刺来吸引异性,蜥脚类的雌性阿玛加龙(Amargasaurus)可能会关注雄性脖子上最长的颈刺。
      它们各自具有迥异又夸张的特征,因而它们的交配姿势也可能多样而复杂。这使得一切又回到了我在奥黑尔国际机场看见那头腕龙时所想到的问题:恐龙在向异性展示完后,它们到底是怎么交配的?具体情况取决于对恐龙身体受力的计算和分析。 英国利兹大学的生物力学专家R·麦克尼尔·亚历山大(R。 McNeill Alexander)猜想,恐龙交配类似现今的大象和犀牛——雌性需要承受雄性的重量。这其中的主要区别是,恐龙具有长而且相对坚硬的大尾巴。亚历山大认为雄性恐龙将它们的一条腿搭在雌性的背上,雄性的重量主要压在雌性的臀部和后腿附近。这将会是一个非常大的负荷,但亚历山大指出,最终的压力其实不会比它们平常走路时压力更大,因为在迈步的过程中,有一个其他三腿抬起、仅一条后肢承受身体全部重量的阶段。“如果恐龙自身强壮到能支撑它走路,那么它的交配也不会有任何问题,”亚历山大在1991年曾写到,“它们的力量足可以应付这两件事。”
      已故英国古生物学家贝弗利·霍尔斯特德(Beverly Halstead)也提出过,雄性恐龙需要压在雌性恐龙身上以便于交配受精。但他认为,恐龙交配的情形应该不同于大象和犀牛,而是更像现生的蜥蜴和鳄类。他推测,雄性将一条后腿搭在雌性背上,这种方式能让它能将臀部置于雌性尾巴下方,使两者的泄殖腔紧贴。尾巴较长的种类可能会将尾巴交缠在一起,体表直接接触可以获得更多刺激,就如一些蛇类交配时相互紧密缠绕对方身躯一样。
      对于这些所谓的有关恐龙交配的“标准解释”,我个人从来都不满意。一些科学家似乎并不知道,蜥脚类恐龙根本不可能做到他们预想的那种“传统”姿势,因为它们的腿和尾巴根本做不出那么大角度的弯曲。即使像异特龙这样的双足行走的食肉恐龙,也需要足够好的平衡能力和配合,才能完成这样的交配动作。在纸上画一张恐龙缠绕在一起的交配图很容易,但没人测试过这些假说是否与实际的骨骼情况有冲突,或分析一下其他姿势的合理性。雌性恐龙在交配时是否会躺下?伴侣间是否会相互支撑,以便于雄性插入雌性体内?研究者们不缺创意,但他们仅仅只是在纸上做一张想象图而已。
      具有骨板和尾刺的剑龙类恐龙可能是最令人费解的一个类群。比如肯氏龙,它们是我们所熟知的剑龙的表亲,这种身披骨板的恐龙在背部和臀部处具有巨大的棘刺,在雄性看来,这些棘刺肯定非常危险。我询问我的古生物学家朋友、柏林自然博物馆的海因里希·马里森(Heinrich Mallison),请他帮我用计算机分析肯氏龙采用背入式体位进行交配的可能性——他曾经在计算机中做过模型,研究这种动物有多灵活。
      马里森用三维立体成像展示了各种恐龙的可能的交配情况,结果显示,传统姿势不适合肯氏龙。如果雄性肯氏龙想将腿搭在处于蹲伏状态的雌性背上,那么它将会被锋利的棘刺阉割。一根恰到好处的、位于臀部附近的棘刺将使追求者从内心深处感到恐惧。因此,这些带刺的恐龙肯定还有其他的交配方式,也许是雌性侧躺下,而雄性则站立着,将躯干搁在雌性的臀部及大腿附近。毫无疑问,其他属种的恐龙会采取不同的姿势,未来的研究可能揭示这些谜题。通过使用新技术来研究这些古老的骨骼化石,科学家将开始了解,在恐龙主宰地球的时代,它们是如何延绵不息的。
    2016-11-30
  • 江西赣州恐龙动物群又增新成员——泥潭通天龙
      
      
      江西赣州恐龙动物群又增新成员——泥潭通天龙
      
      (化石网报道)据中国江西网(石鹏):赣南,亚热带丛林。暴雨从苍穹倾泻而下,冷雨夜中,一次意外的失足,爬行的大鸟跌入泥潭。当无边无际的黑暗汹涌而至时,它最终停止了挣扎,以一个凄美的姿势“睡”去。7200万年后的今天,在挖掘机的轰鸣声中,大鸟悠然“醒”来。这一次,它虽失去了曾经引以为傲的红冠鲜羽,但却多了一个铭刻历史的名字——泥潭通天龙。
      而它那些石化的遗骸,也在无声地诉说着史前江西的神秘故事。
      化石修复 
      晚白垩世的古生灵 
      2012年的一天,赣县一处建筑工地上,3块直径总长约1米的红色砂岩引起了施工人员的注意。和普通的红色砂岩不同的是,这几块岩石中,隐约可见某种动物的骸骨。由于赣州当地多次发现恐龙化石,所以当地专家和恐龙爱好者都推断这是恐龙化石。
      但是,这是一种什么类型的恐龙?是多少年前的古生灵?都是待解之谜。此后,这3块奇怪的石头,被运送到文物部门进行化石修复。两年后,中国地质科学院地质研究所研究员、博士生导师、国内古脊椎动物研究领域权威吕君昌,偶然获知这一消息。研究窃蛋类恐龙30多年的他,决定前往赣州进行实地考察研究。
      2014年,该恐龙化石标本在一家博物馆完成了修复后,吕君昌随即开始了研究。15日,吕君昌告诉本报记者,他研究窃蛋龙比较多,发现窃蛋龙有一个基本的特征,那就是尾巴的椎体上有一个侧孔。因此,首先推断这是一只窃蛋类恐龙。随着研究的深入及仔细对比研究,吕君昌发现这只窃蛋龙的头部形态,与国内外已发现的窃蛋龙头部形态完全不一样。他由此判定,这是一种新的窃蛋龙类,生活在距今6600万年到7200万年间的晚白垩世。
      新的恐龙需要重新命名。吕君昌说,发现时,该恐龙头部上扬,前肢向左右两侧伸展,说明它在泥潭中挣扎求生,直到死亡并最终保存为化石。这也是目前世界上唯一以这种姿态保存的窃蛋龙类化石。因为化石发现地点位于赣州通天岩风景区,再加上泥潭中挣扎求生的情景,所以,今年11月10日,他在刊登于《科学报告》上的论文中,正式将该恐龙命名为“泥潭通天龙”。
      有何不同 
      失去飞行能力的鸟 
      说起印象中个子最高的大鸟,很多人或许会想到鸵鸟。事实上,泥潭通天龙就是一种类似于鸵鸟的大鸟。
      吕君昌告诉记者,近年来,在赣州地区晚白垩世红色砂岩地层中发现大量保存极其精美的恐龙骨骼(兽脚类恐龙及蜥脚类恐龙)、恐龙蛋(窝)、恐龙胚胎蛋及其他爬行动物化石,尤其是窃蛋龙类骨骼和蛋化石,无论在种类、数量及保存状态上,在世界上都是独一无二的,它们共同构成了一个晚白垩世丰富的恐龙动物群,被命名为“赣州恐龙动物群”。
      窃蛋龙类属于兽脚类恐龙。原始的窃蛋龙类,比如切齿龙、尾羽龙都具有牙齿。尾羽龙还具有鸟类一样的尾羽,因此,推断进步的窃蛋龙类也应该具有羽毛,只不过由于沉积环境原因,没有保存下来罢了。
      虽然,窃蛋龙类具有许多鸟类的特征,比如头骨高度气腔化,颅顶的顶骨部分增大,方骨的耳突双头,方骨上与方轭骨关节处具有侧关节窝,薄或棒状的轭骨,进步的类群没有牙齿,一些窃蛋龙尾部具有类似鸟类的尾综骨结构,具有鸟类一样的羽毛,尾椎的数目较少等,它们曾经被认为是次生的、失去飞行能力的鸟类,也就是说它们是中生代的平胸类。
      “最近,通过对尾羽龙的研究,进一步说明了尾羽龙为次生、失去飞行能力的鸟类。也就是说,属于进步窃蛋龙类的泥潭通天龙应为不会飞的鸟类。”吕君昌告诉记者,泥潭通天龙的化石基本架构完整,尤其是头部、颈部及前肢的近端保存精美。区别于其他窃蛋龙类,泥潭通天龙的生活习性类似鸵鸟,进步的类群没有牙齿,头短而高,有的头上有冠,用以吸引异性;圆顶状头骨最高处位于眼眶后背角上方,前上颌骨的前边缘高度凸起。它的发现对于研究窃蛋龙类的系统演化、古地理分布及生活习性具有重要意义。
      背上“恶名” 
      不会窃蛋的窃蛋龙 
      作为窃蛋龙类,泥潭通天龙给人的第一感觉就是会偷窃其他恐龙的蛋的“坏蛋龙”。然而,吕君昌的讲述却颠覆了记者的想象。
      吕君昌说,“1923年,美国自然历史博物馆中亚科学考察团在蒙古国西南戈壁的纳摩盖特盆地的巴音扎克(火焰崖),发现了第一件窃蛋龙标本。由于当时发现时,化石骨架正好趴在一窝恐龙蛋上,而在附近又发现许多原角龙类恐龙骨架。因此,标本的研究者奥斯本认为这些蛋是原角龙的,这一恐龙是在偷吃原角龙蛋时遭到灭顶之灾的。所以,他把它命名窃蛋龙,意思是‘抢蛋者、窃蛋者’。”
      吕君昌告诉记者,1994年,研究人员在蒙古国发现一恐龙胚胎化石,其蛋大小、形态、表面刻饰及显微构造均与奥斯本1923年认为的原角龙蛋的长形蛋一样,而对这一胚胎化石的研究却证明,它是窃蛋龙的。因此,以前被认为是原角龙的蛋其实是窃蛋龙的蛋。从而说明原来认为是偷吃角龙蛋的恐龙,其实是在孵蛋或者是在保护它们自己的蛋。但是,根据古生物命名法则,名称一旦发表,不能更改。
      因此,虽然是窃蛋龙类,但泥潭通天龙和其他窃蛋龙类恐龙一样,并不偷窃其他恐龙的蛋,反而还有孵蛋的功能。
      专家释疑 
      赣州恐龙聚集之谜 
      泥潭通天龙的发现,进一步证明赣州地区是世界上发现窃蛋龙类化石最多的地方之一,资源丰富且具有高度多样性。截至目前,赣州地区已发现6种窃蛋龙,分别是斑脊龙、南康龙、华南龙、江西龙、赣州龙以及通天龙。
      除此之外,赣州地区还发现了其他类恐龙,如蜥脚龙类的赣南州龙以及霸王龙类的虔州龙。并且从赣南各地搜集到恐龙蛋化石2000余枚。
      为何赣州地区会成为发现恐龙的热门地点?对此,参与研究泥潭通天龙的江西应用技术职业学院陈洪冶教授表示,恐龙主要生存在距今约1.5亿年至0.6亿年前。赣南地壳在燕山运动(1.34亿年前~6500万年前左右)中上升,形成了大量的湖泊、盆地。
      晚白垩纪是赣州盆地发展的稳定期,地层以沉积岩为主,夹杂着火山碎屑岩以及少量的火山熔岩。这种地层结构表明,那时的赣州盆地地理环境较为稳定,周边少有火山喷发等剧烈的地壳运动。且从岩层结构来看,大约在7000万年前,以章贡、赣县、于都、南康部分区域组成的约1400平方公里的赣州盆地是一个湖沼地区,适合爬行动物生活繁衍。此外,赣州地区属于亚热带气候,温暖湿润,大量的古生物为恐龙提供了食物来源,所以赣南是恐龙在华南地区的一个主要聚集地。
      昨晚,赣州市博物馆办公室一名负责人告诉记者,目前,赣州市博物馆的恐龙奇观展厅展出了5具恐龙化石,以及2000多枚恐龙蛋。此外,赣州市矿产资源管理局也正在筹建一个矿物博物馆,届时,馆中也会展示恐龙元素。
    2016-11-22
  • 灭绝恐龙的小行星或把地球地壳撞穿
      (化石网报道)据腾讯太空(罗辑/编译):科学家在最近一项研究中调查了一个巨型陨石坑,该陨石坑是终结恐龙时代的那次天地大碰撞遗留下来的。研究发现,冲进地球的那个天体可能直接穿透了地壳。研究人员指出,这一发现也许能够解释陨击是如何重塑行星表面,以及如何产生新栖息地的。小行星和彗星偶尔会陨落到地球表面,不过,大多数情况下,地球表面的变迁是由风雨侵蚀和板块构造造成的。而在太阳系里其他岩石行星上,侵蚀作用和板块构造通常很少(如果有的话)影响到行星表面,它们的地表变化主要来自于太空物质的不断撞击。
      大陨石坑周围常常会环有岩石山,即“环形山”,这在月亮或金星上比较常见。位于墨西哥尤卡坦半岛希克苏鲁伯镇附近的一个巨型陨石坑,其直径超过180公里,有着地球上唯一完整的环形山。相比之下,地球上更大一点的陨石坑,例如加拿大的索德柏利盆地,或者南非的弗里德堡陨石坑,都被严重侵蚀了,没有一个仍保有环形山。希克苏鲁伯陨石坑可能是由一个宽约10公里的天体猛烈冲击造成的,研究认为正是这次撞击终结了大约6500万年前的恐龙时代。
      这个陨石坑位于墨西哥湾水面以下,为了收集样品,科学家们于2016年春乘坐“自升自航式服务船”前往现场。这种船能够把三根柱子插入海底,并将自身升离水面约1 5米,以避免波浪颠簸船体,折断钻杆。然后他们把钻头降入陨石坑里钻了两个月,直到海底1,335米以下。从环形山样本中,科学家发现,曾经深埋地底约5亿年的花岗岩在陨击的头几分钟里浮到了地表,它们身上有着历经高温冲击的痕迹。
      研究报告的共同作者,德克萨斯大学奥斯汀分校的海洋地球物理学家肖恩·古利克指出,小行星可能撞出了一个厚达整个地壳的洞,有近30公里深,80到100公里宽。陨击之后,大地就会暂时表现得像缓慢流动的液体一样,洞的四周开始向内坍塌。与此同时,陨石坑的中心开始向上升,就像把一块石头扔进池塘里,中间会升起一小滴水那样。洞的中心会从地球表面一直升到15公里高,然后变得引力不稳定,向下向外坍塌。这个动态过程的最后结果便是环形山。
      研究人员发现,环形山的岩石在它们向上的过程中发生了根本性的变化:它们的最终密度变得很低,孔隙率从1%、2%增加到了10%。古利克指出,这种变化对地球上的生命演化非常关键,当岩石的孔隙空间多了10%时,生存在表层结构下的微生物就可以找到更多的新栖息地。也许,在其他行星上也将会如此。他们的下一个研究方向便是,生态系统能否由陨石坑来引发。
    2016-11-22
  • 最新研究显示小行星碰撞或促进地球生命进化发展
      (化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,大约6600万年前一颗大型小行星碰撞在现今墨西哥海湾,此次碰撞破坏性巨大,导致当时地球上四分之三生命形式灭绝消失,其中包括恐龙物种。目前,研究人员通过对墨西哥希克苏鲁伯陨坑深入分析,认为大型小行星碰撞将从某种程度上改变岩石,使它们为早期生命提供栖息环境,这些岩石结构将变得更加多孔渗透,通过循环水可获取营养物质,同时,可对体形较小的微生物提供栖息地点。
      科学家调查研究了希克苏鲁伯陨坑,该陨坑多数部分位于墨西哥湾海水之中,他们认为地球远古时期类似的小行星碰撞事件可能有助于早期生命的孕育形成,那时地球持续遭受岩石小行星碰撞。一支国际研究小组在海底1335米深处钻探,检查分析碰撞地点的岩石样本。他们发现小行星碰撞使岩石变得多孔、渗透性增强,同时岩石密度降低,这将为简单生物体栖息提供理想的生态环境,同时受地壳内部加热的水循环过程中将提供营养物质。
      研究报告负责人、英国帝国理工学院地球科学和工程学系乔安娜-摩根(Joanna Morgan)教授称,早期地球表面主要成分是固态花岗岩,缺少生命进化孕育的空间。小行星碰撞使岩石具有一定断裂性,同时孔隙率较高,这对于地球早期生命是最理想的生存环境,岩石中较小的间隙适合微生物生存。
      很难想像毁灭恐龙的碰撞小行星对于地球生命孕育具有重要意义,能促进地球早期生命的发展。乔安娜指出,我们希望对岩芯样本进一步分析,提供地下环境生命存活的更多信息。目前,乔安娜带领该研究小组在小行星碰撞地带搜寻现代和远古生命的证据。
      同时,他们希望获得峰值环顶端最早的沉积物,将揭晓沉积物是否源自一次巨大的海啸,同时,有助于研究人员洞悉小行星碰撞地球之后生命如何恢复,以及地球生态系统何时复原。
    2016-11-22
  • 恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓
      
      
       
       
      恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓
      
      (化石网报道)据科学网(张章):研究人员发现两种小型恐龙与另一种远古生物共同生活在一起,后者被认为是恐龙前辈生物。这些骨骼化石发现于巴西,首次证实了早期恐龙曾与前辈生物共存。相关论文近日发表于《当代生物学》。
      这个最新发现的lagerpetid生物(Ixalerpeton)以及蜥臀目恐龙(Buriolestes)的历史可追溯至2.3亿年前,化石埋藏在卡尼圣马丽亚山脉,这里是全球最古老的恐龙化石岩基之一。
      巴西圣保罗大学Max Langer说:“目前我们确切地知道恐龙及其前辈生物曾经生活在一起,这意味着恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓,而不是快速地压倒其他物种,成为地球的新霸主。”
      研究人员表示,这是在同一次挖掘过程中首次发现接近完整的恐龙和非恐龙物种化石,表明在进化的第一阶段中,恐龙与其他生物共同生存过。而且,新lagerpetid化石仍保留着头骨、肩胛、前肢以及椎骨,有助于考古学家更好地掌握其形态学结构。
      此外,他们还发现恐龙牙齿化石,表明最早期的恐龙很可能以各种小型动物为食,极少吃植物。Langer指出,这些详细特征有助于揭晓恐龙是如何获得它的一些解剖结构特征的。
      研究人员还认为,该恐龙是一种最古老的蜥脚形亚目动物。Langer和同事将使用CT扫描更详细地描绘这些远古生物的特征,同时,希望获得挖掘地的详细放射性同位素数据,并继续搜寻更多的三叠纪物种化石。
    2016-11-22
  • 10万年前现代人类开始走出非洲时人口数量还不到一百万 如今全球人口已经超过72亿
       
      美国自然历史博物馆近日发布的一段视频描述了人类数量的增长过程。10万年前,现代人类开始走出非洲时,地球上的人口数量还不到一百万;而如今,全球人口已经超过了72亿。
       
      视频中指出,从20万年前现代人类刚刚在非洲大陆上出现、到10万年前人类开始向全球迁移的这段时间里,人口数量很可能一直保持在100万以下。 随后随着农业的发展,人口增长开始加速。到了公元1世纪,地球上的人口数量约为1.7亿。
       
      而人类一直到近代才开始迅猛增长。人类用了将近20万年时间,才达到10亿人口数量,而在此之后,我们仅用了200年就达到了现在的水平
       
      (化石网报道)据新浪科技(叶子):纵观整部地球历史,人类出现的时间仅仅占了一小部分,但人类的数量却多得令人惊愕。美国自然历史博物馆近日发布的一段视频描述了人类数量的增长过程。10万年前,现代人类开始走出非洲时,地球上的人口数量还不到一百万;而如今,全球人口已经超过了72亿。
      而人类一直到近代才开始迅猛增长。人类用了将近20万年时间,才达到10亿人口数量,而在此之后,我们仅用了200年就达到了现在的水平。视频中指出,从20万年前现代人类刚刚在非洲大陆上出现、到10万年前人类开始向全球迁移的这段时间里,人口数量很可能一直保持在100万以下。随后随着农业的发展,人口增长开始加速。到了公元1世纪,地球上的人口数量约为1.7亿。
      视频接下来讲述了罗马帝国和汉朝期间的情况。到了公元100年,这两个国家的总人口约为1.76亿。而随着丝绸之路、印度的黄金时代、玛雅文明、和伊斯兰教的出现,到了公元700年,地球上的总人口达到了1.9亿。人们发明了指南针之后,人口数量进一步提升。到了公元1100年,人口数量达到了2.1亿。
      而在1300年到1400年间,由于黑死病横行,人口数量出现了罕见的下降。1700年时,人口数量仅有5.9亿。但不久之后,“现代科技和医学迅速发展”,加上工业革命的到来,人口数量开始飙升。1800年,全球人口数量已经达到了10亿。仅仅过了200年,如今地球上的人口数量已经超过了72亿。专家认为,如果世界人口继续保持目前的发展趋势,到了2100年前后,人口数量将突破110亿。
      虽然每个国家的人口出生率几乎都在下降,人口增长速度也在不断放慢。但如果地球上的人口真的达到110亿的话,仍将对地球资源造成巨大的压力。“生育率会对今后的人口变化造成轻微的影响,”视频中指出。“随着人口数量不断增加,对自然资源的耗费也在与日俱增。为了解决这一问题,如今我们采取了计划生育、减少消耗、控制污染、保护自然栖息地等方法,这将对人类、以及地球上的其它生物的未来产生深远的影响。”
    2016-11-14
  • 4.5亿年前的奥陶纪大灭绝的元凶最有可能是伽马射线爆发
      (化石网报道)据时代周报 :大规模灭绝总是与“厄运”和“阴暗”相联系,它总能牵动我们的思绪,拓展我们的想象空间。毕竟,“恐龙的灭绝或许由小行星撞击引起”这样的猜测,听起来是那么地具有传奇色彩。
      但并非所有大规模灭绝都如此富有戏剧性,也不是所有罪魁祸首都如此容易识别。发生在4.5亿年前的奥陶纪大灭绝是地球五大历史事件之一,导致海洋物种数量急剧下降。证据表明,这一巨变发生在冰河时代,而伽马射线爆发是最有可能触发此次大规模灭绝事件的原因之一。
      毁掉臭氧层,紫外线肆虐 
      伽马射线暴究竟怎样对地球生物产生致命威胁?
      要弄清这一点,我们需要先来了解一下伽马射线暴。伽马射线暴是已知发生在宇宙中的最亮的电磁爆炸,它可以源于大质量恒星瓦解崩溃,也可以是两个中子星的碰撞。超新星则是由能向地球发出有害辐射的恒星爆炸形成的。
      伽马射线暴和超新星通常可以在遥远的星系中观察到,但如果它们发生在离地球更近的地方,将有可能对地球生物造成巨大威胁。因为它们会破坏地球大气上部的臭氧层,使地球生命受到来自太阳的有害紫外线辐射的伤害。
      根据美国华盛顿大学天体物理学家布莱恩·托马斯的说法,紫外线能穿透地球表面,我们在炎热或污染严重的日子里,通常被要求为了健康要待在室内,就是由于这个原因。
      选择南极洲,构建新模型 
      地球大气上部的臭氧是保护层。那么,被认为对生物有害的低层地表臭氧,是否会因伽马射线暴而急剧增加呢?伽马射线暴对之后产生的地表臭氧会造成长期的威胁吗?
      一篇发表在《太空生物学》杂志上的题为《与天体物理电离辐射相关联的地表臭氧事件带来额外的生物危害?》的文章,探讨了附近伽马射线暴或超新星对地球生命的影响。这项研究由美国国家航空航天局(NASA)天体生物学计划的生物学和进化生物学分部资助完成,参与该研究的托马斯和同事用大气模型来研究这种地表臭氧的状况及对生命的潜在影响,以模拟在南极发生伽马射线暴的特定情况。
      为何选择南极作为研究对象?托马斯解释说,伽马射线暴可能在任何维度或时间发生,选择在南极,主要是为了考察消耗臭氧层较集中地区的情况。事实也是如此,辐射进入地球后会先集中到那里,而非全球均匀分布。
      由于辐射在大气层中会产生化学变化,而大气传输的路径一般指向极地,导致这一地区受伽马射线暴的影响最大。其在南极的爆发与奥陶纪灭绝理论相符合。因为由此测量的灭绝率,与依赖纬度造成生物损伤的预测模型相匹配。
      地表臭氧少,并非真威胁 
      托马斯和他的研究团队使用计算机模型,确定较低大气层中伽马射线暴辐射过的臭氧量大概在10ppb,这一含量会随季节变换。然而,至少30ppb臭氧量才会增加人类因呼吸衰竭带来的死亡风险;地表臭氧可能通过减少生成叶绿素或杀死细胞的方式损害植被。但研究人员再一次强调,至少30ppb臭氧量才能对植物产生威胁。
      臭氧是水溶性的,这与奥陶纪大灭绝特别相关。因为那时的生物多是海洋生物,如果由伽马射线暴产生的所有10ppb臭氧都溶解在海洋中,它对一些细菌、鱼及水生生物的幼虫影响非常小,不会成为奥陶纪大规模灭绝的主要原因。因此,很显然,单独的伽马射线暴事件,不会导致因地表臭氧变化带来的致命威胁。即便如此,这种研究结果对理解地球大气层和地球生物是否因伽马射线暴或超新星而发生变化仍然至关重要——伽马射线暴会消耗大气层上部的臭氧层,使有害紫外线达到地面,从而对生命造成可怕的后果;但是,由它引起的地表臭氧不会对生命造成额外的伤害。
      到底什么能导致大规模灭绝?了解其原因对于寻找宇宙中的生命有重要意义。如果发现了一个可宜居的行星,但其附近若发生了伽马射线暴或超新星爆发,其宜居程度就会降低。同样,寻找宇宙生命也要考虑遥远星球是否有因这个因素带来的生物灭绝的可能性。
    2016-11-14
  • 晚三叠世独特的恐龙形态类组合揭示恐龙祖先的解剖学和饮食习惯
       
       
       
       
      晚三叠世独特的恐龙形态类组合揭示恐龙祖先的解剖学和饮食习惯   
      化石网(wingkof):在巴西南部晚三叠世早期Santa Maria组(Carnian),也是全世界最古老化石层之一的同地点发现新蜥脚形亚目和新兔蜥科化石。
      新蜥脚形亚目——舒氏布氏盗龙 Buriolestes schultzi,根据新系统发育分析布氏盗龙属于蜥脚形亚目恐龙最原始和基干成员,体型约1.5米。根据布氏盗龙的祖征牙齿形态显示它的牙齿很适应摄食动物(faunivory),可能摄食小型脊椎动物。这是首次在蜥脚形亚目发现肉食性恐龙的证据,也证实了蜥脚形亚目恐龙早期成员可能是掠食者。布氏盗龙的发现也提供关键数据推断最早期恐龙的进食行为,如何从肉食性演化成杂食性或植食性。
      新兔蜥科——波萊西內跃蜥 Ixalerpeton polesinensis,是在兔蜥科首次发现拥有颅骨和前肢化石记录,并且提供新信息揭示恐龙如何演化出它们典型的解剖特征。
      新系统发育分析——西里龙科(Silesauridae)属于恐龙,位于鸟臀目最基干位置,阿希利龙(Asilisaurus)成为最早的恐龙(中三叠世)。一些兽脚类恐龙被归类在较原始的蜥臀目早期成员。
      相关报道:巴西新化石——恐龙可能曾与其祖先共存3000万年 
      (化石网报道)科学家日前在一处恐龙化石旁发现了其祖先—兔蜥科,代表恐龙与其先祖的存在时间可能重叠过。
      这个发现被刊登在生物学领域期刊《当代生物学》(Current Biology)上,一处位于南部巴西小镇São Sao Joao de Polesine的考古区出土了两具小型的恐龙化石和两具兔蜥科的化石,还有两句分别属于兔蜥科和蜥脚形亚目的残缺化石,科学家希望藉由同时存在的化石分析演化成恐龙后,有什么特征上的差异。
      在此之前,科学家其实有发现恐龙与它们兔蜥科的祖先在三叠纪时期一起生活的证据,两者共存的时间差不多在2.28亿年到2亿年前,不过这次找到的兔蜥科与恐龙化石是从非常古老,大约距今2.37亿年到2.28亿年前的岩层中发现的。
      论文作者在文章中表示,这是第一次得以在考古坑中发现近乎完整的恐龙与类恐龙(兔蜥科),这直接显示了这两种型态的生物在恐龙初阶的演化阶段中是同时存在的,更有趣的是,他们可能不仅仅是短时间共存,根据协作者圣保罗大学的古生物学家Max Cardoso Langer,他们可能共存的时间长达3000万年。
      Langer指出,以前科学家认为当恐龙开始出现在地球上后,显示物竞天择的结果是由恐龙胜利,导致像是兔蜥科等生物的绝种,但是现在发现两者可能有长达3000万年的共存期后,这个理论可能会被推翻。
      雷龙、腕龙等属于蜥脚下目的恐龙是草食性动物,而蜥脚形亚目的类恐龙虽然会食用植物,有时候也会捕食动物,但是在分析总长可能达到1.5公尺的Buriolestes时却发现,根据它的牙齿,它应该纯肉食的肉食动物,可能会食用像是Ixalerpeton这类,只吃昆虫与无脊椎动物的小型类恐龙。
      所以依据这样的判断方式,蜥脚形亚目的类恐龙可能跟他们蜥脚下目的四脚后代不一样,是用两只脚行走的肉食性动物,这种Buriolestes极有可能代表着最早期蜥脚形亚目类恐龙的型态,而分析Ixalerpeton或许可以帮助人们了解恐龙是什么开始跟他们的祖先分道扬镳。
      可以的话,大概可以找出哪些特征专属于恐龙,哪些则是它们祖先的独有特征。
      相关报道:2.3亿年前早期恐龙崛起“非常平缓” 
      (化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,通常人们认为恐龙以牺牲三叠纪前辈生物为代价,快速占领地球成为新的霸主。但是最新发现的2.3亿年前恐龙化石表明,早期恐龙的崛起“非常平缓”,并且与前辈生物共同生存。
      古生物学家发现两种小型恐龙与另一种远古生物共同生活在一起,后者属于lagerpetids,它们被认为是恐龙前辈生物。这些骨骼化石发现于巴西,证实早期恐龙曾与恐龙前辈生物曾共存。
      最新发现的lagerpetids生物学名为Ixalerpeton polesinensis,以及早期恐龙物种Buriolestes schultzi,它们的历史可追溯至2.3亿年前,挖掘地点是卡尼圣马丽亚山脉,这里是全球最古老的恐龙化石岩基之一。巴西圣保罗大学马克斯-朗格尔(Max Langer)说:“目前我们确切地知道恐龙和恐龙前辈生物曾经生活在一起,这意味着恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓,而不是在2.3亿年前快速地扼杀其它物种为代价,成为地球的新霸主。”
      这项发现表明,在恐龙最早期进化阶段与前辈生物共同生存在一起,当时它们在地球生态系统中都占据重要地位。目前这项最新研究报告发表在近期出版的《当代生物学》杂志上。
      专家指出,这是在同一次挖掘过程中首次发现接近完整的恐龙和非恐龙物种化石,清晰地表明在恐龙进化的第一阶段中恐龙与其它前辈生物共同生存过。最新发现的巴西物种化石具有进化重要性。
      据悉,此次挖掘工作有助于考古学家更好地掌握lagerpetids生物的形态学结构,因为他们发现头骨、肩胛、前肢以及椎骨化石。此外,他们发现恐龙牙齿化石,表明最早期的恐龙很可能以各种小型动物为食,极少吃植物。朗格尔博士指出,这些详细特征有助于揭晓恐龙如何获得一些解剖结构特征。
      目前,朗格尔和他的同事将使用CT扫描更详细地描绘这些远古生物的解剖学特征,同时,他们希望获得最古老恐龙化石岩基的详细放射性同位素数据,并继续搜寻更多的三叠纪物种化石。
    2016-11-14
  • 恐龙灭绝事件发生后南半球生态系统恢复的速度是北半球的两倍
       
       
      恐龙灭绝事件发生后南半球生态系统恢复的速度是北半球的两倍   
      (化石网报道)据科技日报(张梦然):在7日出版的英国《自然·生态学与进化》新刊的首期内容中,美国研究人员通过分析植物叶子化石上所表现出的昆虫破坏情况,发现在导致恐龙灭绝的事件发生后,南半球生态系统恢复的速度是北半球的两倍。该研究为大灭绝后的生态效应及其对世界不同地区的影响提供了新的认识。
      造成恐龙大灭绝的事件被认为是由大约6600万年前一颗大陨石撞击墨西哥希克苏鲁伯导致的。据推测,这颗陨石直径约有10公里,撞击后完全蒸发,释放出巨大能量,足以使当时出现大海啸。全球气候随之改变,大量灰尘进入大气层,阳光被完全遮蔽,妨碍植物进行光合作用。接着,食物链上层的草食动物、肉食动物灭亡,造成生态系统瓦解。
      植物与植食性昆虫之间的相互作用,本是陆地食物网的关键部分。以前研究显示,在北美地区,这种相互作用需要900万年才能从白垩纪末期的灭绝事件中恢复过来。但是,一直有理论认为,这次大灭绝对南半球的影响没有北半球严重,使南半球成为在北半球已灭绝的物种的“避难所”。
      美国宾夕法尼亚州立大学研究人员迈克尔·多纳万及其同事,调查了在大灭绝事件发生前后,位于阿根廷巴塔哥尼亚遗址上的昆虫对叶子造成的不同破坏情况。与“避难所”假说不同,他们发现,大灭绝事件对南美和北美的影响程度是一样的,并无证据表明有个别种类昆虫逃过此劫。
      尽管影响是一样的,但根据古昆虫的咬噬情况,研究人员发现,南美生态系统的恢复速度明显更快——仅用400万年就恢复了“昆虫—植物”的全面多样性相互作用,而这一过程在北美却用了900万年。
    2016-11-14
  • 2.52亿年前地球最大灭绝事件后高纬度地区的生态系统是如何恢复的
       
      2.52亿年前地球最大灭绝事件后高纬度地区的生态系统是如何恢复的   
      (化石网报道)据中国科技网(张微 编译):发表在《自然》出版集团下《Scientific Reports》上的一篇论文显示,在2.52亿年前,地球上最大的灾难性灭绝事件后,高纬度地区的生态系统是如何恢复的。瑞典乌普萨拉大学古生物学家们新发现的化石,记录了大灭绝事件后,地球马上成为一个完全陌生的、静寂的世界。
      “海洋生态系统崩溃,高达90%的各种各样的海洋生物灭绝,” 波兰西里西亚大学的Michal Zaton博士说,他是这项国际研究论文的第一作者。
      “海洋也成为缺氧地带,而且海水的酸度提高,海洋里只剩下底栖生物动物,包括贝壳类生物和滤食性Microconchid管蠕虫存活了下来。因为这些生物有贝壳和藻群覆盖,为它们提供了基本食物和潜在的氧气来源,” Zaton博士说。
      Microconchid化石之前在古代高纬度地区没有被发现和报道过。“在2.52亿年前,恐龙年代一开始的时候,东格陵兰岛处于北方航路边缘并延伸到北极,” 该项目的领导者,乌普萨拉大学Museum of Evolution的本杰明 基尔博士说,项目得到了瑞典极地研究秘书处的资助。“我们的发现意义重大,因为它首次揭示出,高纬度地区的海洋生物也遭受了同样的全球大灭绝以及随后的生态系统恢复过程,,”基尔博士说。
      来自乌普萨拉大学的古生物学家们花了两个多月的时间在东格陵兰岛采集化石。他们正在调查水生动物进化过程中灭绝事件和重大事件之间的相互作用。“我们的项目(First Steps From and To the Water)重点关注3.6亿年前脊椎动物首次爬出海洋走向陆地,然后在2.52亿年前重新回到海洋的地质时间,也就是被称为二叠系-三叠系界线的时期。东格陵兰岛是地球上唯一的一块大陆,在这里,所有这些时代岩石都存在” 乌普萨拉大学进化生物学中心的Henning Blom博士说,他也是瑞典极地研究秘书处的合作研究者。
      “我们最新的研究成果不仅证实了全球灭绝的恢复,也证明随着时间的推移,三叠系底栖生物群落对环境的快速适应,”该论文的合著者,乌普萨拉大学进化生物学中心Grzegorz Niedzwiedzki博士说。“我们发现在海洋环境起伏的时候,全新的microconchid物种入侵咸水泻湖。这种环境机会主义可能是大规模生态系统崩溃后成功生存的关键。”
    2016-11-14