鳖类繁殖策略的演化。 研究团队 供图

中新网北京8月19日电 (记者 孙自法)中国科研人员3年前在河南野外考察中意外获得一枚长相奇特的蛋化石——鸡蛋大小、整体呈球形、蛋壳极厚、蛋壳破损处发现疑似骨骼的结构。它究竟是谁下的蛋?

蛋壳径切面:a单偏光显微镜图像;b正交偏光显微镜图像;c素描图;d扫描电子显微镜图像;e阴极发光图像 研究团队 供图

中国地质大学(武汉)韩凤禄副教授研究团队联合中外同行最新合作研究确认,该枚蛋化石是生活于白垩纪晚期(距今约1亿年-6600万年)一类已灭绝的、体型巨大的南雄龟科成员——南阳豫龟所产的蛋。

龟胚胎蛋想象复原图。 研究团队 供图

这是古生物学界对河南白垩纪龟鳖胚胎化石首次详细研究,也是首次根据胚胎将龟蛋和具体的成体属种联系起来。成果论文近日由国际权威生物学期刊《英国皇家学会学报B-生物科学》在线发表。

蛋化石属龟的胚胎

龟鳖类起源于三叠纪晚期,至今已生活2亿多年并遍布世界大部分地区,在演化上是一类成功的爬行动物。

中生代以来,世界各地保存有大量龟鳖类骨骼和蛋化石,但很少发现龟鳖类胚胎化石,因此科研人员通常缺少足够的证据判断蛋化石的亲缘归属,以及早期龟鳖类繁殖策略、胚胎发育等方面的认识。

目前,仅在德国、蒙古、巴西、美国和中国河南等地正式报道过龟鳖类胚胎化石,但这些研究未对胚胎骨骼进行深入研究。

2018年6月,韩凤禄与同事江海水在河南野外考察获得蛋化石后,意识到可能是一个重大发现,研究团队随后对该蛋化石进行高精度的显微CT(电子计算机断层扫描技术)扫描,重建的3D影像清晰指示出这是一枚龟的胚胎化石,也成为中国目前所知的第二枚龟胚胎化石。

胚胎骨骼的复原与重建,左图为3D重建图,右图红色部分为识别出的龟胚胎骨骼。 研究团队 供图

确认南阳豫龟下的蛋

韩凤禄介绍说,这枚蛋化石保存骨质较疏松、易碎,不易进行修复,为能够最大限度获得其胚胎骨骼信息,同时减少对化石的损害,研究团队决定使用微型电子计算机断层扫描(micro-CT)对该枚蛋化石进行整体扫描,并利用3D重建软件对内部的胚胎骨骼进行三维建模。

虽然蛋化石胚胎骨指示出龟的形态,但其蛋壳却是个异类,特别是蛋壳的厚度达到近2毫米,比现生所有龟类的蛋壳都要厚。“哪一种龟类会下这种蛋?是亟待解决的问题”。

研究团队联合加拿大卡尔加里大学、加拿大皇家泰瑞尔古生物博物馆、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所等龟类及蛋化石研究专家学者,对该蛋化石展开系统研究,他们利用现生龟类成体和蛋大小及重量之间的函数关系推断,该枚蛋化石成体龟的体长达到1.6米,最终根据体型、骨骼特征以及产地和层位确认,该蛋化石是一类已经灭绝的体型巨大的南雄龟科成员南阳豫龟所产的蛋。

龟胚胎蛋化石照片,图中白色箭头指示暴露出来的胚胎骨骼。 研究团队 供图

为何具有极厚蛋壳?

由于南雄龟科这种极厚的蛋壳现在已经完全消失,所以无法进行古今对比,也就无法得出准确的结论。因此研究人员对此也产生很大争议,并提出多个假说,包括极端干旱的环境、白垩纪的温室效应、周围环境的酸碱度异常等。

研究团队对以上各种假说进行详细论证,最终认为南雄龟科的这种厚蛋壳很有可能适应于一种非正常的极端环境,是一种特化,而当环境发生改变时,也被最终淘汰。

值得一提的是,大体型的南雄龟在白垩纪末虽已完全灭绝,但和南雄龟科亲缘关系较近、拥有稍薄蛋壳的椽龟科则顺利延续到新生代。

除对南阳豫龟蛋化石胚胎本身开展研究外,成果论文第一作者、中国地质大学(武汉)硕士研究生柯宇铮还对整个鳖类的繁殖演化策略进行研究、统计和讨论,并得出大体型的鳖类在演化过程中繁殖策略,总体上呈现“蛋的大小减小,蛋壳变薄,而蛋的数量有所增加”的演化规律。

“这枚巨型龟的胚胎弥足珍贵,它告诉我们和恐龙同一时代的龟类,还有很多未知的世界等待我们去探索。”韩凤禄说。(完)

文章来源于互联网:这枚上亿年前的蛋化石,究竟是谁下的蛋?

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