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古生物学家在琥珀中发现一段非鸟虚骨龙类恐龙的尾骨

考古发现 火宝宝 2个月前 (07-22) 5次浏览

 琥珀能够更加完好的保持古生物的真实面貌,古生物的化石不会随着时间而被破坏。本期小编带来的就恐龙的尾骨的内容,一起了解一下吧!

古生物学家在琥珀中发现一段非鸟虚骨龙类恐龙的尾骨恐龙尾部化石及琥珀的可见光照片,图中是看不到骨骼的

  12 月 9 日,一则古生物学家在琥珀中发现恐龙的消息在科学圈里疯传,被保存在琥珀中的是一段非鸟虚骨龙类恐龙的尾骨,这是人类有史以来发现的第一块埋藏在琥珀中的恐龙标本,关注度不言而喻。

  这项重要发现发表在 12 月 8 日的生物学著名刊物《当代生物学》 (Current Biology)上(《当代生物学》属于《细胞》出版集团,五年影响因子平均为 9.7),截止 12 月 16 日,该文章的 Altmetric 指数(Altmetric 是被国外很多出版和信息机构用于对科学论文学术影响力进行实时监测和评价的指标。采用该指标的机构包括《自然》、《科学》、《柳叶刀》、《细胞》等著名期刊和 PLOS 出版平台、SCOPUS 数据库、PMC OA 期刊出版平台、BioMed Central OA 期刊出版平台等。)已经达到 3864,在该指数统计的 2016 年全球发表的 270 万篇科技文章中排名第 6 位,在该指数统计的 123822 篇同期文章中排名第 2 位,在《当代生物学》杂志被 Altmetric 统计的所有文章中排名第 1 位,论文发表仅仅几天,该发现就进入了 2016 年全球最受媒体和公众关注和讨论的科学研究之列。

  然而,在关注这项发现本身的同时,你有没有想过,发现的琥珀中,恐龙尾骨化石被厚实的毛覆盖着,科学家们是如何看到骨骼,进而确定化石的主人是一只恐龙,而不是鸟呢?这就不得不提到科学研究用到的同步辐射装置。

 

  和这次发现恐龙的琥珀一起被研究的共有两块化石,都来自缅甸克钦邦胡康河谷,其历史约 9900 万年,属于白垩纪中期的诺曼森阶。这两块化石都埋藏在琥珀内部且覆盖着厚实的毛,可见光成像是无法直接看到化石中的骨骼部分的,而普通 X 光机微 CT 的成像基于吸收衬度,密度灵敏度低,所获图像的衬度也不够高,能分辨出来的细节太少。

  于是,在本次研究中,科学家们利用的是同步辐射硬 X 射线相位衬度断层成像方法(SRX-PC-CT),对琥珀化石进行了多尺度分辨高密度灵敏度的 3D 无损成像研究,SRX-PC-CT 使用同步辐射光源提供的具有良好空间相干性的硬 X 射线进行相位衬度成像,可以在保持硬 X 射线高穿透性的同时大大提高密度灵敏度。听起来很高大上,有木有?

古生物学家在琥珀中发现一段非鸟虚骨龙类恐龙的尾骨

  在对琥珀的研究过程中,研究团队先后用到了北京同步辐射装置(BSRF)和上海同步辐射装置(SSRF),分别在 2015 年夏天和秋天在的 SRX-PC-CT 装置无损获取了该化石多尺度分辨的高质量投影图像。

  此后,经过对投影图像的断层重建、数据的自动和手动分割、分段拼接和 3D 重构,得到了被毛和琥珀包围着的化石的高清 3D 图像,揭示出化石内部的 3D 形态特征。

  基于 SRX-PC-CT 重建的骨骼三维形态图,研究团队首先确认其中一块标本的确是鸟类,属于典型的早熟性反鸟类幼鸟,该工作 2016 年 6 月 28 日发表在 Nature 出版集团的著名刊物 NATURE COMMUNICATIONS 上。

  在系统分析另外一块标本骨骼部分 SRX-PC-CT 三维图像时,研究团队发现,该化石明显区别于典型的古鸟类,骨骼形态(如腹侧明显的沟槽结构)与典型的非鸟虚骨龙类恐龙类似,是非鸟虚骨龙类恐龙(coelurosaurs)的一段尾骨,包括至少 9 段尾椎。至此,人类有史以来发现的第一块埋藏在琥珀中的恐龙标本,在两大同步辐射装置的帮助下,就这样被准确鉴定出来了。

  除了用到同步辐射装置的多尺度分辨的高质量投影图像外,研究团队还利用 BSRF 的 X 射线荧光成像方法获得了尾椎化石出露断面的微量元素分布图,并发现其中铁、锰、钛、锗等元素的分布与化石的形态高度吻合,蕴含着丰富的埋藏学信息。在 BSRF 对铁元素所做的近边吸收谱分析表明,其中 80%以上的铁原子为二价,这应该是血红蛋白和铁蛋白的遗迹。

古生物学家在琥珀中发现一段非鸟虚骨龙类恐龙的尾骨恐龙化石尾椎出露端部的 X 射线荧光成像结果
古生物学家在琥珀中发现一段非鸟虚骨龙类恐龙的尾骨对恐龙化石尾椎端部 Fe 元素价态的 X 射线吸收谱分析表明被测区域 80%的 Fe 原子处于 2+价
 可以说,在这次发现中,来自中科院的两台同步辐射装置起到了非常重要的作用,并且有理由相信,随着近几年我国同步辐射装置的进步,在国内的同步辐射装置上可以做出的世界水平的科学发现将会越来越多。


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