苏格兰发现的2.3亿年前神秘化石揭示了翼龙的起源 _化石

这个重建模型告诉我们，大约2.31亿年前，在如今的苏格兰地区，两只泰勒斯克列罗龙（Scleromochlus taylori）相互环绕着，生活在闷热的环境中。新研究发现，斯克列罗龙属（Scleromochlus）是一种兔蜥科动物，它是古代飞行爬行动物翼龙的近亲。RENDERING BY GABRIEL UGUETO

对斯克列罗龙的重建基于对化石砂岩板的高分辨率x射线扫描，这些扫描只保留了这种生物的骨骼印迹。供图：MATT HUMPAGE, NORTHERN ROGUE STUDIOS

新的扫描成功地恢复了斯克列罗龙头骨的新细节，包括它的鼻子和下巴的后部。重建：MATT HUMPAGE, NORTHERN ROGUE STUDIOS
据国家地理中文网（插图：GABRIEL UGUETO 撰文：MICHAEL GRESHKO 译者：张淏然）：自1907年以来，古生物学家们一直对在2.31亿年前的古沙丘中形成的奇怪化石感到困惑，这些化石现在位于苏格兰境内。这些化石没有保存任何骨骼：只有刻在颗粒状砂岩上的骨骼轮廓。为了研究这些印记，科学家们曾经将蜡或塑料倒在石板上，然后再其剥掉——这项技术揭示了一个奇怪的现象。剥离的材料表明，它是一种8英寸长的爬行动物，看起来后肢很长，脖子很短，肋骨短得出奇，头部超大。
这种生物被命名为斯克列罗龙，自从被发现以来，它就在爬行动物的族谱上“徘徊”，几代科学家都在试图确定它的身份。研究人员也在努力重现它的生活方式，比如这种生物是否像今天的跳鼠和其他会跳跃的啮齿动物一样，跳过古老的沙丘。如今，在一个多世纪后，由于新的解剖学发现，斯克列罗龙的神秘面纱被揭开了——这可能有助于科学家了解翼龙的进化，翼龙是一种与恐龙生活在一起的飞行爬行动物。
今天发表在《自然》杂志上的高分辨率x射线扫描揭示了以前从未见过的解剖特征，将斯克列罗龙归类为一种名为兔蜥科的爬行动物，这种爬行动物生活在大约2.4亿年到2.01亿年前的三叠纪末期。该研究的主要作者，弗吉尼亚理工大学和英国伯明翰大学的古生物学家Davide Foffa在苏格兰国家博物馆进行了这项研究，他说：“在发现斯克列罗龙的时候，它只是一种奇怪的生物……所以很难理解。”
兔蜥科动物本身就很神秘：直到最近，大多数已知的化石都只包括后肢和头骨的碎片。但在2020年，Martín Ezcurra领导的一项具有里程碑意义的研究表明，兔蜥科与翼龙有许多相同的解剖学特征。这一发现帮助科学家们填补了化石记录中翼龙进化起源的空白。
因为斯克列罗龙的化石几乎是完整的骨架，“它们第一次让我们更完整地了解了翼龙的解剖结构， ”阿根廷Bernardino Rivadavia自然科学博物馆的古生物学家Ezcurra说，他没有参与这项新研究。
揭开斯克列罗龙的面纱
Foffa揭开斯克列罗龙面纱的序幕始于2018年，当时他加入了苏格兰国家博物馆，研究一组被称为埃尔金爬行动物的三叠纪化石，之所以这样命名，是因为它们来自苏格兰埃尔金镇附近的岩石。
这些爬行动物是进化史上一个关键时刻的缩影。大约2.52亿年前，在二叠纪末期，地球经历了迄今为止最严重的物种灭绝：现在的西伯利亚地区的火山释放出大量变暖气体，造成了灾难性的温室效应。超过95%的物种在这次事件中灭绝，这一事件被称为“大灭绝” 。
但在随后的三叠纪早期，生命重新焕发生机并迅速多样化，为今天的陆生脊椎动物群的发展创造了条件。“大自然只是在进行实验——你可以看到，它只是在尝试新鲜的事物时，偶尔会偏离轨道，”古生物学家Natalia Jagielska说，她是苏格兰爱丁堡大学的博士生，没有参与这项研究。
为了研究这些爬行动物和它们神奇的解剖结构， Foffa和他的同事们打算用x射线对它们进行高分辨率扫描，将许多2D图像叠加在一起，以3D重建化石的轮廓。在成功扫描了埃尔金爬行动物（发现于苏格兰埃尔金镇的二叠纪与三叠纪动物群）弱肋蜥（Leptopleuron）之后， Foffa将目光转向了传说中的斯克列罗龙。
正如在他之前的几代科学家所了解到的，要研究一个不在场、未成形的化石是很难的。为了建立3D模型，Foffa花了一年多的时间，在对斯克列罗龙的砂岩板进行x光检查时，识别出了气穴，同时还计算了石头上的裂缝。最终，Foffa和他的同事们看到了蜡无法记录的微小和精细的细节。
这种生物的肋骨比之前的研究记录的要长，前肢和尾巴也是。Foffa成功重建了完整的手和脚，这在此前从未有过。最关键的是，Foffa可以看到斯克列罗龙的股骨末端，这证实了它是一种兔蜥科动物。
了解翼龙
既然斯克列罗龙已经加入了兔蜥的行列，那么这个化石就可以帮助科学家来研究翼龙了：翼龙第一个实现动力飞行的脊椎动物。在我们现代人看来，这些生物既怪异又奇妙，它们是一个非常多样化的群体，不同于今天生存的任何生物，其中包括一些有史以来最大的飞行动物。但是把它们的进化故事拼凑起来是很棘手的。
在某种程度上，这一挑战归结于化石记录的许多偏差。翼龙的骨骼是中空的，所以它们在飞行时重量很轻，但极其脆弱。在三叠纪早期，当翼龙首次出现在地球上时，古地球上对化石友好的环境并不像后期那么多。
因此，翼龙起源的化石记录有大约3000万年的空白。已知最古老的翼龙生活在2.2亿年前，是完全成型的飞行恐龙，几乎没有提供任何关于之前的线索。2020年，Ezcurra发现了兔蜥是翼龙的姐妹类群，这一发现将化石记录的空白缩小到约1800万年。
然而，剩余的缺口却是难以填补的：无论是斯克列罗龙还是其他任何兔蜥科动物都没有拉长的第四指，即翼龙支撑翅膀的方式。“这并不容易，但我们不能停止寻找，”Ezcurra说。
虽然没有一根硬骨头保存下来，但它的骨骼印记结合在一起，为科学家们提供了迄今为止最完整的兔蜥科化石。它似乎也属于兔蜥科家族树中最古老的分支之一，这意味着它进一步揭示了翼龙祖先的特征。
斯克列罗龙对攀爬没有明显适应力，但长期以来，人们一直假设翼龙的滑翔祖先具有这种特征。它的盆骨也缺乏跳跃生物（如跳鼠）的骨骼增强。相反，斯克列罗龙很可能会用后肢蹦蹦跳跳，或者开始用四肢行走，这意味着兔蜥科和翼龙的祖先可能以类似的方式活动。
Jagielska说：“当你观察翼龙和兔蜥的共同祖先时，会发现它不怎么会飞，而是很“接地气”，有一双粗壮的脚。”“这个故事可能会更有趣。”
未来对化石的研究可能会提供更多细节：Foffa的目标是建立一个斯克列罗龙图谱集，利用扫描数据建立化石的永久数字记录。通过公布这些数据，Foffa的团队希望促进对这种奇怪生物的持续讨论。
他说：“如果争论延续一百年，那也没关系。”“事情就是这样的！”