它是怎么消失的？它去哪里了？
北京西二環(huán)附近，中國古動物館的展廳中，小男孩拉著母親的手，聚精會神地凝望著櫥窗里史前巨獸遺留下的巨大骨骼化石，忍不住好奇地發(fā)問。
(相關(guān)資料圖)
孩子的追問觸及了一個“千古迷思”。
6600萬年前，曾經(jīng)在地球上“稱霸”長達1.7億年之久的恐龍消失不見，留下了至今未解的疑案。多年來，全世界的科學(xué)家從來沒有停止尋找恐龍滅絕的原因。
是因為小行星撞擊嗎？是因為印度德干火山大爆發(fā)嗎？許許多多的問號，許許多多的假說，而答案至今仍掩埋在厚厚的巖石之下，藏身于莽莽的群山之間，飄蕩在生命演化的歷史長河中。
去年，中國科學(xué)家在恐龍蛋和蛋殼化石上找到了新信息：“恐龍多樣性在晚白堊世末期的降低，很可能是導(dǎo)致恐龍滅絕的重要誘因?！?/p>
這項研究成果在《美國國家科學(xué)院院刊》甫一發(fā)表，就引起世界的注目。
“全中國專門致力于恐龍蛋研究的學(xué)者不到10人，我們在以自己的努力，去探索億萬年前的生命演化史。”這項研究的主要完成人之一、中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所副研究員王強將這項事業(yè)形容為“以小博大”的探索。
正是這些執(zhí)著而清醒的探索者，勇敢地回望歷史，努力破解億年前的“密碼”，才讓孩子們的“千古之問”有了更清晰的回響。
《美國國家科學(xué)院院刊》封面圖片，圖中為山陽盆地發(fā)現(xiàn)的一窩瑤屯巨形蛋。
寫在恐龍蛋上的“密碼”
“作為恐龍在地球上繁衍生息的主要載體，恐龍蛋上寫滿了‘密碼’，而我們的工作就是破解這些‘密碼’，讀懂億萬年前的信息?！蓖鯊娺@樣比喻恐龍蛋化石的研究工作。
對于普通人來說，恐龍蛋化石研究，聽起來既新奇有趣，又“冷門”“小眾”，而王強對我國恐龍蛋研究的歷史如數(shù)家珍。他介紹，我國恐龍蛋化石發(fā)現(xiàn)與研究的歷史，要追溯到上世紀(jì)20年代。
1922年，美國自然歷史博物館組織的“中亞考察團”在內(nèi)蒙古二連浩特進行考察、發(fā)掘，發(fā)現(xiàn)了恐龍蛋化石，這次發(fā)現(xiàn)使得恐龍蛋進入了大眾的視野。“但對于這批珍貴材料，美國的研究者僅于1925年進行了簡單切片，并未深入研究。”
實際上，早在1921年，侵華日軍修建南滿鐵路時，在位于遼寧昌圖的泉頭車站就發(fā)現(xiàn)了恐龍蛋化石。1929年，日本學(xué)者對這些發(fā)現(xiàn)進行了報道，但這些蛋當(dāng)時被認(rèn)為是龜鱉類的蛋。日本戰(zhàn)敗后，這批化石材料留在了遼寧大連，由大連自然博物館收藏。
“我國科研工作者開始自主發(fā)現(xiàn)，并真正介入恐龍蛋的研究，始于上個世紀(jì)50年代初?！蓖鯊娬f。1950年，當(dāng)時的山東大學(xué)地質(zhì)系在山東萊陽開展科考和教學(xué)實習(xí)，發(fā)現(xiàn)了恐龍骨骼和蛋化石?！斑@些化石，由剛剛從美國歸來的我國著名古脊椎動物學(xué)家周明鎮(zhèn)院士進行了第一次研究報道?！?/p>
研究引起了時任中科院古脊椎所所長、我國古脊椎動物學(xué)科奠基人楊鐘健的關(guān)注。楊鐘健第一時間來到當(dāng)時山東大學(xué)的所在地青島，對這批材料進行了觀察。隨后于1951年，楊鐘健組隊奔赴萊陽展開了為期3個月的調(diào)查與發(fā)掘，采集到了很多珍貴的恐龍骨骼和恐龍蛋。
1954年，楊鐘健與周明鎮(zhèn)在《古生物學(xué)報》“創(chuàng)刊號”上，分別發(fā)表基于這批恐龍蛋材料的研究成果。“這是中國人自己采集、自己進行深入研究后，首次獲得的科研成果。到那時，我國恐龍蛋研究的序幕才真正揭開。”王強說。
1962年，中科院古脊椎所科研工作者在以廣東南雄盆地為代表的華南紅層分布區(qū)發(fā)現(xiàn)了豐富的恐龍骨骼、恐龍蛋、哺乳類動物化石。1970年前后，古脊椎動物學(xué)家趙資奎基于我國所發(fā)現(xiàn)的恐龍蛋進行了更加深入的研究，并據(jù)此建立了目前國際上通用的恐龍蛋分類系統(tǒng)。
上個世紀(jì)80年代，“小行星撞擊”和“印度德干高原大規(guī)模玄武巖噴發(fā)”等導(dǎo)致恐龍滅絕的假說，在世界范圍內(nèi)引起了廣泛關(guān)注。國外的研究者普遍將恐龍滅絕的原因聚焦于環(huán)境的巨變上。
眾聲喧囂之中，中國的科研工作者則將探索的目光久久地停留在了恐龍本身。
趙資奎聯(lián)合國內(nèi)外的學(xué)者從多學(xué)科交叉融合的角度，通過對上世紀(jì)80年代在南雄盆地發(fā)現(xiàn)的恐龍蛋的綜合對比研究，深入探討了恐龍滅絕與環(huán)境之間的關(guān)系，相關(guān)的研究成果于2000年前后陸續(xù)發(fā)布，并引起廣泛關(guān)注。
一個具有開拓性意義的結(jié)論，向?qū)W界吹來“新風(fēng)”：早在滅絕的20萬年至30萬年前，恐龍可能已經(jīng)出現(xiàn)了多樣性上的銳減。
“整個過程可能經(jīng)歷了十分漫長的時代，我們無法站在一個‘點’上去審視事件的全貌?！蓖鯊娊忉專哼@也就是說，恐龍并非瞬間滅絕的，可能是由于白堊紀(jì)末期環(huán)境變化及微量元素污染等其他原因，導(dǎo)致恐龍無法正常生活、繁殖，而最終走向滅絕。
基于這些研究成果的啟發(fā)，為了獲取更多的證據(jù)支持，中科院古脊椎所恐龍蛋研究團隊多年以來，一直在全國不同的恐龍蛋產(chǎn)地尋找更加豐富的“證據(jù)”。
“恐龍蛋是一個比較特殊的化石類型。”談到為何將研究的目光聚焦在恐龍蛋上，王強解釋：一個物種在地球上求存，成功與否取決于繁殖后代的成功率。我們在野外采集到的恐龍蛋不僅可以反映恐龍的繁殖習(xí)性，同時因其在地層中的富集埋藏規(guī)律，也很好記錄了恐龍生存時期的古環(huán)境、古氣候和古地理信息。
自上世紀(jì)80年代以來，中國地學(xué)前輩們在秦嶺東部地區(qū)已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)晚白堊世的恐龍骨骼、恐龍蛋和古新世的哺乳動物，并初步建立起該地區(qū)白堊系－古近系的陸相地層框架，為開展恐龍等相關(guān)科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。陜西山陽盆地也是中國為數(shù)不多的，非常適合全面系統(tǒng)開展恐龍滅絕事件研究的陸相盆地。
為了探索恐龍絕滅的謎團，2013年，王強頭一次帶領(lǐng)考察隊伍，踏上山陽盆地。
白堊紀(jì)末期山陽盆地生活的三種主要恐龍類型：竊蛋龍類、鴨嘴龍類和暴龍類。（生態(tài)復(fù)原圖趙闖繪）
“覆巢”之下?lián)尵取巴曷选?/strong>
自2013年頭一次來到陜西山陽盆地科考，至去年9月底研究成果發(fā)表，這段路，王強帶領(lǐng)團隊走了整整10年。
10年間，研究團隊每年都要在野外待上小半年的時間。“野外考察發(fā)掘工作是最重要的，也是最有趣的。”王強說，研究數(shù)據(jù)的獲取完全依賴于化石標(biāo)本的采集工作，“只有親自參與考察和發(fā)掘的過程，你才能真正了解眼前的標(biāo)本承載的故事，包括它在地層中的原始狀態(tài)，它所附帶的地質(zhì)信息等?！?/p>
為了獲取更加全面的信息，研究人員將山陽盆地所有化石“露頭”的地方都跑了個遍，最終選取了牛膀溝等4個代表性剖面進行標(biāo)本的采集。在去年發(fā)表的研究成果中，研究團隊共使用了在山陽盆地采集到的1000多件晚白堊世原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標(biāo)本，而這些年他們在這里發(fā)掘、采集的蛋化石數(shù)量，要遠多于這個數(shù)字。
“完整的恐龍蛋標(biāo)本較容易判斷，但散落在巖層中的碎蛋殼化石就非常麻煩?！蓖鯊娊忉專植荚陉兾魃疥柵璧氐倪@批化石材料的顏色與其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)的、常見的黑色蛋殼不同，是較淺的米黃色。而該地區(qū)巖層本身的顏色偏紅，與化石顏色較為接近，不仔細(xì)看很難將化石與圍巖區(qū)分開來?！坝绕涫窍逻^雨以后，不趴在地上判斷，真不好分辨出來?！?/p>
令王強記憶猶新的是一次搶救性“應(yīng)急采集”的經(jīng)歷。
2018年雨季，古脊椎所的研究團隊與陜西自然博物館合作，在當(dāng)?shù)亻_展考察工作。當(dāng)?shù)卮迕窠ǚ咳⊥梁笸诰虮┞冻隽撕锌铸埖暗膸r層，在考察過程中，團隊成員發(fā)現(xiàn)幾枚較完整的恐龍蛋就赫然暴露在陡峭的土崖之上！
一般情況下，按照科學(xué)規(guī)范的采集步驟，暴露出地面的化石需要由科研人員進行逐層的清理和標(biāo)注。“如果沒有發(fā)生意外情況，按照當(dāng)時的采集條件，我們應(yīng)該用采集機械，利用支架把工作人員‘送上去’，打包好了再采回來?！?/p>
但是，當(dāng)天正屬于沒法“按常理出牌”的意外局面。由于大雨剛過，化石周圍的巖層極為松軟，隨時可能發(fā)生垮塌。俗話說，“覆巢之下，焉有完卵”，一旦發(fā)生垮塌，完整的蛋化石就將被完全破壞掉，它攜帶的許多重要的地質(zhì)和古生物信息，也將隨之湮滅、不為人知。
時間緊迫，為了搶救已暴露在外的蛋化石，科研人員在沒有必要的采集設(shè)備的情況下，徒手從山崖側(cè)面爬上崖頂，利用繩索將工作人員頭朝下“倒懸”下來，把岌岌可危的恐龍蛋快速“救走”。
如今，這幾枚被及時“救下”的恐龍蛋標(biāo)本，留在了陜西自然博物館?！八鼈兊陌l(fā)現(xiàn)地點不在我們本次研究考察、發(fā)掘的主剖面上，因此，它的出現(xiàn)，擴大了恐龍蛋在山陽盆地上發(fā)現(xiàn)的分布范圍?！蓖鯊娊忉?。
有時，野外考察和發(fā)掘工作中還會出現(xiàn)一些“偶然”，堪稱“意外之喜”。
2014年的采集過程中，王強一行人順著山坡一路上行，在一處陡峭的山脊上，大家決定坐下來短暫休整一下。一名科研人員“落座”時感覺被“小石子”硌了一下，伸手拈出了一塊小碎石，正要扔掉的時候，卻看到上面有一片小小的、刀片樣的化石碎片。
“這枚化石碎片與我們在山陽盆地常見的恐龍蛋不大一樣，它特別薄，初步判斷可能屬于棱柱形蛋?！蓖鯊姾屯聜兞⒖棠贸雒⒌裙ぞ撸^續(xù)在周邊尋找，將這未知“真實身份”的蛋片標(biāo)本采集回來。
后經(jīng)實驗室切片鑒定，這幾枚小“蛋片”來自一種龜鱉類的蛋化石?！半m然它不屬于恐龍蛋，但它的出現(xiàn)豐富了山陽盆地古生物群的組成。未來，通過深入探究它與恐龍蛋的埋藏環(huán)境和層位上下的對比，還能‘揪’出恐龍生存環(huán)境、繁殖習(xí)慣等更多謎團的線索。”王強說。
當(dāng)然，這樣的“意外之喜”，是基于大量的野外科考、基礎(chǔ)科研工作的積累?！霸谟蟹至康钠诳习l(fā)表一篇文章固然開心，但在野外采集到一個令人驚喜的標(biāo)本，有時候要比發(fā)表一篇文章還令人興奮！”
王強說，一點一點探索和獲取，抽絲剝繭、環(huán)環(huán)相扣地“解謎”，正是研究古生物的樂趣所在。
10年揭開“面紗”一角
北京時間2022年9月20日凌晨，這項由中科院古脊椎所、中科院地質(zhì)與地球物理所、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）等單位科研人員通力合作近10年共同完成的重要研究成果，以封面文章形式在國際知名學(xué)術(shù)期刊《美國國家科學(xué)院院刊》發(fā)表。
“10年時間，相較于恐龍曾在地球上存在的億萬年來說，實在太短暫了。而對于人類個體來說，10年又算得上是一個漫長的時期?！?/p>
王強說，能將心血凝聚在這短暫又漫長的10年里，以新知推動人類破解恐龍滅絕的謎團往前邁進哪怕一小步，也是值得快慰的。
2021年，科研團隊完成了對采自陜西山陽盆地1000多件原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標(biāo)本的古生物學(xué)研究。研究結(jié)果顯示：這千余件晚白堊世原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標(biāo)本，恐龍蛋類型主要為瑤屯巨形蛋、長形長形蛋和坪嶺疊層蛋，其母體恐龍分別為竊蛋龍類和鴨嘴龍類，這與山陽盆地恐龍骨骼所代表的恐龍類型十分吻合，另外該盆地內(nèi)還有少量的暴龍類和蜥腳類恐龍骨骼?？铸埖昂涂铸埞趋辣砻?，當(dāng)時盆地內(nèi)的恐龍多樣性處于一個相對較低的水平。
“探索解答恐龍滅絕之謎，重點是要依托恐龍在地球上生存的時空記錄。”王強說，此前由于陸相地層記錄的不完整性和區(qū)域差異，給研究的開展造成了對比上的困難。
為確定山陽盆地恐龍化石所在地層的地質(zhì)年代，合作團隊在山陽盆地開展了詳細(xì)的生物地層學(xué)、磁性地層學(xué)和旋回地層學(xué)研究。他們在4個代表性剖面上采集了3538塊古地磁定向樣品，經(jīng)過對樣品古地磁實驗結(jié)果分析，確定其年代為距今6638萬年到6570萬年?！敖Y(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景分析表明，山陽盆地在晚白堊世到古近紀(jì)期間沒有經(jīng)歷大的構(gòu)造活動，其沉積地層基本連續(xù)。”王強說。
為進一步提高地層的年齡精度，研究團隊又在山陽盆地內(nèi)以5厘米間隔連續(xù)采集5466塊巖石標(biāo)本，利用天文軌道調(diào)諧方法在磁性地層學(xué)結(jié)果基礎(chǔ)上對地層年齡進行10萬年分辨率的劃分。至此，研究團隊獲得山陽盆地44個連續(xù)恐龍蛋化石層位的高分辨率年齡，從而為分析白堊紀(jì)末期恐龍多樣性變化及其驅(qū)動因素提供可靠的年代學(xué)基礎(chǔ)。
“年代學(xué)綜合測定結(jié)果顯示，山陽盆地恐龍化石分布的時限為6824萬年到6638萬年前。這表明山陽盆地內(nèi)的恐龍多樣性在其滅絕前的約200萬年間一直處于比較低的水平。”王強介紹，研究團隊結(jié)合秦嶺東部其他晚白堊世盆地以及山東萊陽、廣東南雄等地發(fā)現(xiàn)的恐龍蛋化石對比，發(fā)現(xiàn)在距今7200萬年前后，中國的恐龍多樣性有一個明顯的降低趨勢，這與北美西部的恐龍化石分布特征有相似之處。
“這說明，恐龍多樣性在晚白堊世的降低很可能是一個全球性現(xiàn)象！”
這項中國恐龍蛋最新的研究成果為認(rèn)識恐龍的滅絕過程和機制提供了新的依據(jù)和視角：恐龍屬于卵生動物，恐龍蛋的孵化成功率直接決定了恐龍種群的繁盛與否。恐龍蛋的孵化需要合適的溫度、濕度。因此，研究推斷：在晚白堊世，隨著自然生態(tài)系統(tǒng)和恐龍自身的協(xié)同演化，恐龍多樣性發(fā)生了持續(xù)性衰退，降低了恐龍這個類群的環(huán)境適應(yīng)能力，并導(dǎo)致其無法在由火山爆發(fā)或小行星撞擊等重大災(zāi)害事件所引起的環(huán)境劇變中生存和復(fù)蘇，從而最終走向滅絕。
成果的發(fā)表令人欣喜，但王強說，這僅僅揭開了恐龍滅絕謎團的“面紗”一角。恐龍蛋在巖層中有什么富集規(guī)律？恐龍的滅絕與環(huán)境背景之間究竟有什么樣的關(guān)系？這都是科研團隊下一步要深入求索的問題。
古動物學(xué)是一門相對“冷門”的學(xué)科，專門從事恐龍蛋研究的科研工作者，全國也不過寥寥數(shù)人。然而，王強和他的同道們卻從來沒有“門前冷落”的感嘆。
他們在野外探索尋覓，他們埋首于實驗室，勠力于隔著滄海桑田的時空巨變，去追尋那6600萬年前消失的“印記”。（本報記者 孫樂琪）
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