激光揭示羽毛恐龙化石的秘密

激光揭示羽毛恐龙化石的秘密

天色已晚,位于中国平邑县的山东天宇自然博物馆内。古生物学家们戴上墨镜,让周围的环境显得更加诡异,然后用一束小型高功率紫色激光照射面前的标本。

房间里充满了明亮的紫色光线,但眼镜帮助古生物学家们挡住了激光。他们透过陈列柜看到一些珍贵的恐龙化石发出淡淡的蓝色荧光。

当他们发现一堆发光的石头和骨头时,研究人员小心翼翼地将标本移到暗室中,并将激光缓慢地移动到其上方,这次用摄像机记录了这一操作。

在白天(或者在任何可见光下),这些恐龙标本仍然十分引人注目——它们属于一种有羽毛的恐龙属,称为近鸟龙,人们已经普遍知道它在进化树上处于现代鸟类和恐龙交汇处附近,化石中同时存在鸟类和恐龙的特征。

但紫色激光显示出更令人惊叹的细节。激光发出的光与标本中的矿物质相互作用。突然间,岩石中骨骼周围的白色光晕不再是简单的白色光环,而是出现了一些特征,露出了脚上的小鳞片和肉垫,以及身体周围软组织的形状。

“我们实际上做的是让它们在黑暗中发光,”开发了用于观察恐龙化石的激光方法的汤姆·凯耶 (Tom Kaye) 说道。“这是非常古老的化石与非常新的技术的结合,让我们能够看到以前从未见过的东西。”

Kaye 与中国的研究人员合作,在由作者王晓莉和迈克尔·皮特曼领导的《自然通讯》论文中记录了这些发光标本。

在激光的照射下,化石骨头和周围的岩石呈现出各种不同的颜色,这取决于化石在地下 1.5 亿多年的时间里所含的各种矿物质与激光的相互作用。

上图为可见光下的近鸟龙化石。下图为激光照射下的同一化石,研究人员可以看到鳞片和脚垫等精细特征(另见插图)。Wang XL、Pittman M 等人,2017 年

“颜色只能告诉你这里的地球化学有些不同,”凯伊说。要真正找出颜色不同的原因,需要对标本本身进行更详细的分析。但比发光的彩色本身更有趣的是光线突然变化所揭示的东西。

凯伊说:“矿化程度的差异带来了颜色的差异,而这正是鳞片、皮肤纹理等细节栩栩如生的原因。”

近鸟龙的翅膀在肘部和腕部之间显示出一条狭窄的组织线,称为翼膜。Wang XL、Pittman M 等人,2017 年

在翅膀附近,肘部和手腕之间,研究人员看到了薄薄的组织线,称为翼膜,在现代鸟类中也有发现。脚部显示出覆盖着小鳞片的脚垫,就像现代鸟类一样,而且与恐龙和现代鸟类一样,这些生物的后肢几乎呈鼓槌状。研究人员仍然不确定这种恐龙是如何移动的;它是飞行、滑翔还是沿着地面奔跑仍然是个谜,但他们现在对恐龙的样貌有了更好的了解。

近鸟龙的组织可能是什么样子的概述。Wang XL、Pittman M 等人,2017 年

“我们从未想到会看到具体的身体轮廓,”凯耶说。尽管细节程度令人震惊——对于研究这一特定恐龙群体的研究人员来说,这还是第一次——但他们的发现完全符合目前关于近鸟龙可能长相的理论。

凯伊说:“这里没有任何东西指向不同的方向。”

研究人员已经计划回过头来更仔细地观察这些独特的长有羽毛的恐龙。虽然这项研究观察了 200 个标本,发现其中 12 个表现出这种特殊的荧光——没有人确切知道它们为什么如此特别——但凯伊说,他们最终希望在未来的某个时候观察另外 2300 个标本,总共包括大约六个物种。

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