化石

化石

古昆蟲與裸子植物間的特異性擬態(tài)關(guān)系

美翼蛉與同時代植物復(fù)原圖（美翼蛉與植物的葉片極為相似）

丹氏美翼蛉（化石標本，四翅展開，翅上具有羽葉狀翅斑）

地球是生命的舞臺，在長期的進化過程中，動植物為了生存和繁衍形成了自己獨特的本領(lǐng)。擬態(tài)是動物經(jīng)常采取的偽裝手段，通過模擬另一種生物或環(huán)境中的其他物體從將自己融入周圍的環(huán)境之中，逃避天敵的侵犯。最近，研究者通過對內(nèi)蒙古道虎溝地區(qū)中侏羅世地層中發(fā)現(xiàn)的具有羽狀翅斑的脈翅目昆蟲進行研究，揭示了昆蟲進化史上曾經(jīng)出現(xiàn)的一段精彩故事。通過分析，研究者認為該類昆蟲的翅較為狹長，翅中脈顏色加深，形似羽狀復(fù)葉的葉軸，中脈兩側(cè)均勻分布有葉狀翅斑，形似羽狀復(fù)葉上的小葉片。該類昆蟲的翅斑與同時代生活的裸子植物的葉片極為相似，從而推斷該類昆蟲可能生活在與之相似的植物上或者以該類植物為食。此外，該類昆蟲可能存在一種特殊的“行為適應(yīng)性”，它們的翅展開時，整個停留在植物上的蟲體形似一片隨風擺動的葉片，以更好地逃避恐龍、鳥類以及哺乳動物等各類天敵的捕食。這一發(fā)現(xiàn)將昆蟲葉狀擬態(tài)的歷史向前推進了1.2億年，同時證明了在中生代時期，昆蟲與裸子植物間已經(jīng)出現(xiàn)了特異性的協(xié)同進化關(guān)系。（PNAS 2010，107：16212-16215）

菊科植物起源之謎

菊科植物是被子植物中成員最多的家族，包括常見的菊花、萵苣和洋薊等，其成員在除了南極之外的所有大陸都有發(fā)現(xiàn)。該科植物最早是在什么地方起源，而又是如何擴散到其他地方的一直是個謎。其主要原因是有關(guān)化石相對較少，并且大多數(shù)的已知化石只是花粉顆粒。最近，研究者在阿根廷南部，巴塔哥尼亞的始新世地層中發(fā)現(xiàn)了一個保存良好的花朵化石，該化石顯示了數(shù)個菊科植物的特點，其中包括被稱作葉狀苞的圍繞花朵的葉狀結(jié)構(gòu)以及在花中的一組被稱作冠毛的纖細的毛發(fā)樣突起。該化石距今大約有4750萬年之久。研究者提出，菊科植物的祖先可能大約在5千萬年前起源于岡瓦納超大陸南部，然后才散布到南美洲、非洲、印度、澳大利亞和亞洲。（Science 2010，329：1621）

羅馬尼亞的奇特恐龍

生活在島嶼上的動物，由于受到空間和資源的制約，往往進化的身材矮小，并極具地方特色，這就是所謂的島嶼效應(yīng)。晚白堊世羅馬尼亞及歐洲其他地方的脊椎動物組合，生動地描述了島嶼動物群的特征，在化石記錄中存在很多矮小的食草恐龍和其他地方性種類。然而，生活在這些古島嶼上的捕食者的化石卻異常罕見而破碎。最近，研究者又在這里發(fā)現(xiàn)了一種獨特的獸腳亞目馳龍類恐龍，這種恐龍生活于0.8億年前，是歐洲中晚白堊世發(fā)現(xiàn)的最完整的肉食性恐龍。這種恐龍被命名為矮壯龍（Balaur bondoc），羅馬尼亞語的意思是“強壯結(jié)實的恐龍”。矮壯龍體型奇特，最突出的是前肢和后肢的末端高度融合，附著粗大大腿肌肉的盆骨非常后傾，還長著一對夸張的大爪子。與生活在島嶼上的食草恐龍不同，與矮壯龍親緣關(guān)系最近的是當時同樣大小的勞亞大陸種類，顯示直到白堊紀亞洲和歐洲的島嶼之間都存在動物群的聯(lián)系。矮壯龍的發(fā)現(xiàn)展示了歐洲晚白堊世島嶼恐龍的異常特征，但還顯示了這些島嶼上生活的捕食者不一定很小，地理分布上也不一定是地方性的。（PNAS 2010，107：15357-15361）

最古老的海綿化石

動物起源于何時，最早的動物化石可以追溯到什么時代？為了揭開這些謎段，研究早期生命的科學家一直都在不停的孜孜追求著。早在1998年，臺灣國立清華大學的李家維教授在貴州甕安磷礦中發(fā)現(xiàn)了海綿骨針化石，把動物的起源推前到了5.8億年前。而在去年科學家在遠古沉積物中發(fā)現(xiàn)的分子更把海綿出現(xiàn)的時間往前推至6.35億年前，不過當時并未直接觀察到海綿的化石。美國普林斯頓大學的地質(zhì)學家亞當·馬魯夫（Adam Maloof）和研究生在澳大利亞南部山區(qū)馬里諾冰期前的地層中發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)特別的疊層石。疊層石是一種藉由微生物的生長與新陳代謝作用，所形成的生物沉積構(gòu)造，其中往往含有藍藻、硫細菌、鐵錳細菌、絲狀藻以及真菌等的生物。亞當·馬魯夫在這些疊層石灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了輕微鈣化的化石，它們呈砧形、環(huán)形、叉形和鉆孔形。這些毫米到厘米級的鈣化化石，比已知最早同等大小的鈣化化石早9000萬年。由于它們無法與周圍的方解石基質(zhì)分離開來或用傳統(tǒng)的X射線斷層掃描技術(shù)成像，因此研究者通過連續(xù)磨片，掃描每一個解析厚度為50.8微米的樣品，追蹤單個化石的橫切面。然后用這些照片構(gòu)建出化石的三維模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一些橢圓形構(gòu)造。那些化石約為1厘米大小，里面有1毫米的小通道，現(xiàn)生生物中與此構(gòu)造最接近的是海綿。這些海綿可能生活在由細菌組成的堅硬的疊層礁石上，從水里過濾有機物吃。這比之前發(fā)現(xiàn)最古老的動物，5.55億年前的金伯拉蟲（Kimberella）還要早了8千萬年，說明動物早在全球冰期之前就產(chǎn)生了，并且渡過了冰河期。（Nature Geoscience 2010，3：653—659）

這些保存完好的胚胎大約20厘米長，而且局部一些細節(jié)非常清晰。

最古老的恐龍胚胎化石

作為爬行動物的一支，恐龍毫無疑問是卵生的。雖然世界各地已經(jīng)出土了大量恐龍蛋化石，但真正發(fā)現(xiàn)含有胚胎的恐龍蛋化石卻十分稀少而珍貴。最近，多倫多大學的古生物學家羅伯特·雷斯（Robert Reisz）和同事在對產(chǎn)自南非的恐龍蛋化石進行研究的過程中，發(fā)現(xiàn)了大約1.9億年前的恐龍胚胎化石，這是世界上已發(fā)現(xiàn)的最古老的陸生脊椎動物胚胎。據(jù)研究，這些恐龍胚胎化石形成于大約1.9億年之前的侏羅紀早期，屬于巨椎龍。巨椎龍是一種原蜥腳類恐龍，這類恐龍后來進化出大型的、長脖子、四足行走的蜥腳類，最著名的有雷龍和梁龍。這些胚胎保存完好，大約20厘米長，局部一些細節(jié)非常清晰，研究人員可以更深入地了解巨椎龍幼年期的形態(tài)。這些巨椎龍胚胎看起來與成年腕龍很相像，擁有一個特大號頭和四條支撐腿，而成年巨椎龍是兩腿行走的。這一發(fā)現(xiàn)為進一步了解恐龍早期的進化歷史開啟了一扇窗戶。[Journal of Vertebrate Paleontology 2010，30(6)]

這些恐龍胚胎化石形成于大約1.9億年之前的侏羅紀早期。

新證據(jù)表明霸王龍也會同類相食

在艱苦的歲月中，生命無所不用其極，即使是高尚如人類的生物，也曾經(jīng)有過一段人吃人的經(jīng)歷。其實這樣的場景在生命的歷史中比比皆是，這不，在6500萬年前漫步于北美洲西部的霸王龍，在一場戰(zhàn)斗中殺死了自己的同類，也會享用眼前的這頓美餐。美國紐黑文耶魯大學的朗里奇（Nicholas R.Longrich）等發(fā)文稱，他們在分析了來自幾個化石采集點的許多霸王龍骨骼化石后發(fā)現(xiàn)，其中的三具下肢骨骼與一具上肢骨骼上存在著傷痕，而這些傷痕是典型的霸王龍的牙印。仔細分析后顯示，這些傷痕似乎來自于啃食，而非咬傷，這意味著它們可能是一只霸王龍以另一只霸王龍為食的結(jié)果。這一結(jié)果第一次提供了證據(jù)，表明霸王龍也是一個同類相食的動物。[PLOS ONE 5(10):e13419.doi: 10.1371/journal.pone.0013419]

霸王龍可能是一種同類相食的動物。

頭骨中隱藏的加勒比地區(qū)已滅絕的靈長動物的故事

生活在加勒比地區(qū)島嶼上的哺乳動物非?？蓱z。在過去的1.2萬年里，它們經(jīng)歷了地球上最高速度的滅絕。目前，研究者在伊斯帕尼奧拉島一個水下洞穴中發(fā)現(xiàn)的一種靈長動物頭骨，表明這里曾經(jīng)生活著一個原始而奇特的動物群，我們失去了一個類似于馬達加斯加島的動物天堂。在伊斯帕尼奧拉島新發(fā)現(xiàn)的這一靈長動物頭骨保存完整，被命名為伊斯帕尼奧拉猴（Antillothrix bernensis）。這個頭骨的年代僅有幾千年，還不能稱為化石。顱骨的后部與現(xiàn)代所有的猴子都不相同。相反，與它們最相似的是一種1600萬年前生活在現(xiàn)代阿根廷地區(qū)的猴子。他的發(fā)現(xiàn)為我們提供一窺南美遠古猴類動物群的窗口。

Antillothrix bernensis的頭骨是一非常重要的發(fā)現(xiàn)。過去人們一直認為有一種很可能是現(xiàn)代絹毛猴祖先的猴子，偶然到達了加勒比地區(qū)，演化出了這一地區(qū)所有的猴子。新發(fā)現(xiàn)的頭骨的形態(tài)并不支持這種觀點，因此有可能曾經(jīng)有幾種猴子跨越海洋從南美到達了加勒比地區(qū)。地質(zhì)學證據(jù)表明，在大約3300萬到3500萬年前加勒比地區(qū)和南美大陸之間曾有一個稱為伽蘭迪亞（Gaarlandia）的狹窄陸橋，古老的靈長動物可以通過陸路來到這里。如果真的如此，猴子到達加勒比地區(qū)的時間是1000萬年前，比已發(fā)現(xiàn)的最古老的化石還要早。（Proc.R. Soc.B.,2011，278：67-74）