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Nov. 26 2019

南極附近首度發現恐龍羽毛

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  • 澳洲發現的一批羽毛化石證明了如畫中所繪的小型肉食恐龍曾長出隔熱羽毛以求在南極圈內生存。ILLUSTRATION BY PETER TRUSLER

  • 在澳洲發現的十枚羽毛化石中包含了一簇恐龍的原始羽毛(左)以及一隻史前鳥類的羽毛(右)。PHOTOGRAPH COURTESY MELBOURNE MUSEUM

遠古羽毛為小型肉食恐龍如何在1億1800萬年前的南極圈內度過漫長寒冬提供了線索。

澳洲發現的一批羽毛化石證明了如畫中所繪的小型肉食恐龍曾長出隔熱羽毛以求在南極圈內生存。ILLUSTRATION BY PETER TRUSLER

古生物學家在即將出版的《岡瓦納研究》(Gondwana Research)期刊中報告,於澳洲發現的十枚完好羽毛化石是覆羽恐龍曾生活在地球極點的首項確鑿證據。

這些羽毛的年代可追溯至1億1800萬年前的白堊紀早期,當時澳洲的位置比現在更南,並且和南極大陸連在一起,形成地球南端的極區大陸。雖然當時的環境應該比現在溫暖,但長著這些羽毛的恐龍在冬季可能還是得忍受數個月的黑暗與可能零下的溫度。

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「極地從來沒有發現過羽毛化石,」研究共同作者,瑞典烏普薩拉大學(Uppsala University)的古生物學家班傑明.基爾(Benjamin Kear)說道。「我們的發現……首度顯示古代極區棲息著多樣的覆羽恐龍以及具飛行能力的原始鳥類。」

↑↑↑↑101史前教室:恐龍

雖然之前就曾經在極區找到恐龍時代鳥類的脆弱骨頭,但是至今還未有任何一具包含羽毛化石。有具在祕魯出土的罕見企鵝化石有羽毛,但它來自約3600萬年,當時美洲大陸所在位置更北。

因此,在澳洲這個區域找到白堊紀羽毛可為古代動物如何使用這種特殊「外衣」帶來關鍵線索。羽毛可能具備從求偶展示到打鬥的眾多功能,但在這個案例中,羽毛可能具有重要的隔熱效果,讓小型肉食恐龍能夠活過艱辛的冬季月份。

「這非常合理,這些羽毛能讓白堊紀的恐龍和原始鳥類在高緯度地區保持溫暖,」萊恩.麥凱勒(Ryan McKellar)說道,他是羽毛化石專家,也在位於加拿大雷吉納的薩斯喀徹温省皇家博物館(Royal Saskatchewan Museum)擔任館長。

「這些資料從這麼老而且這麼南方的岩石中出現,相當驚人」他補充道。「這篇報告提供了非常重要的白堊紀早期極圈羽毛圖像。」

流落湖中

新近獲得描述的羽毛全都出土於維多利亞州一處喚名昆瓦拉(Koonwarra)的挖掘地點,該地位置在墨爾本東南方大約145公里處。1960年代,一條切過山坡的道路劃開充滿化石的地層,而過去60年間的發掘已經從該處發現大量化石魚類與植物,以及這列保存良好的羽毛。

目前這些羽毛都沒有和特定的恐龍或鳥類骨頭一起出土。它們可能是在換毛期或理毛的時候掉落的,然後隨風飄到一座古代湖泊的水面,接著沉入湖底並保存在細緻的泥土之中。

墨爾本博物館(Melbourne Museum)的湯姆.里奇(Tom Rich)和蒙納許大學(Monash University)的派翠西亞.維克斯-里奇(Patricia Vickers-Rich)在過去37年間帶領昆瓦拉遺址的發掘,他們在這項新研究中與國際團隊合作分析出土化石,結果顯示這十枚羽毛間存在高度差異。化石中包括隔熱用的羽絨狀羽毛,這蓬鬆的原始羽毛最有可能來自一隻非鳥類恐龍(non-avian dinosaur);另外還有一枚羽毛長得就像現生鳥類翅膀上的複雜飛羽。

多數羽毛都長2.5公分或更短,可能都屬於反鳥類(enantiornithines),這是一群已滅絕的原始鳥類,在白堊紀早期具有高度多樣性,基爾說道。有些羽毛非常小,小到讓人懷疑它們是從幼雛身上來的,他補充道。

然而,除了其中一枚羽毛以外,其他羽毛都不適用於任何形式的飛行,這一線索進一步指出其中一些羽毛可能屬於棲息在地面上的肉食恐龍,研究第一作者馬丁.康卓拉(Martin Kundrát)說道,他是斯洛伐克的帕沃爾.約瑟夫.沙法里克大學(Pavol Jozef Šafárik University)的古生物學家。

那枚原始羽毛「和從中國的白堊紀早期岩石與加拿大的白堊紀琥珀中發現的部分(恐龍)原始羽毛簇完全一致,」麥凱勒說道。

在澳洲發現的十枚羽毛化石中包含了一簇恐龍的原始羽毛(左)以及一隻史前鳥類的羽毛(右)。PHOTOGRAPH COURTESY MELBOURNE MUSEUM

根據這枚原始羽毛的尺寸判斷,它的主人可能是一隻體型相對較小的恐龍,例如馳龍科(Dromaeosauridae)恐龍。牠們是一群行動快速的肉食動物,科內包括伶盜龍(Velociraptor)與恐爪龍(Deinonychus)。

維多利亞州已經發現過幾塊屬於半鳥屬(unenlagiid)恐龍的骨頭與牙齒化石,這是一種有著修長吻部的馳龍科恐龍,牠們來自南美洲,可能吃魚維生。所以事情看來合理,相似的恐龍可能曾經在一座白堊紀湖泊旁邊狩獵。

「我們從湖中豐富的魚類化石得知這裡對牠們來說可能曾是食物來源,」史蒂芬‧波羅帕特(Stephen Poropat)說道,他是墨爾本斯威本大學(Swinburne University)的古生物學家。

季節色彩

研究作者群也羽毛中發現化石化的色素團塊,即黑素體(melanosome)的痕量,顯示這些動物許多身上有黑色、灰色或棕色,或者帶有深色條紋。

以極地動物來說,這頗令人驚訝,因為深色在多雪而寒冷的環境下偽裝效果不好,波羅帕特補充道。或許這些恐龍和鳥類會隨著季節變換顏色,就像現在北極地區的雷鳥(ptarmigan)一樣,他說道。

「但是也有可能南極在白堊紀的這段時間沒有那麼冷,而牠們不需要以淺色外貌混進雪堆之中,」他說道。

需要有更多化石才能解開這張拼圖,而里奇滿懷希望地期待團隊有天會在昆瓦拉找到一整具恐龍或鳥化石,就像中國東北部發現的保存完好覆羽恐龍那樣。

「要是真的能在澳洲找到覆羽恐龍的骨骸就太棒了,」波羅帕特說。「而且就我們所知,昆瓦拉可能就是找得到骨骸的地方。」

 

延伸閱讀:發現恐龍時代的「混亂」新種鳥類 / 跟著國家地理攝影師尋找稀有的盔犀鳥

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