加拿大艾伯塔省北部河床中的化石可能揭示恐龙进化的新事实 _加拿大

阿尔塔格兰德大草原附近的景观包含了白垩纪晚期的化石。资料来源：Shutterstock
据美国物理学家组织网（by Corwin Sullivan, The Conversation）：自19世纪80年代以来，阿尔伯塔省一直是加拿大恐龙发现的起点，当时加拿大地质调查局的几支探险队从该省南部采集了恐龙骨骼。
最重要的标本往往来自红鹿河沿岸的荒地，包括现在被恰当地称为恐龙省公园的高产标本。
每年都会在这些荒地上发现令人兴奋的发现，但从古生物学的角度来看，阿尔伯塔省北部的探索却少得多。然而，近几十年来，一个被称为瓦皮蒂组的晚白垩世地质单元已成为恐龙和其他化石的重要来源。
发现脊椎动物
去年，我与博洛尼亚大学（University of Bologna）的费德里科·范蒂（Federico Fanti）合著了一项研究，研究了马鹿组（Wapiti Formation）富含化石的中部（称为马鹿第三单元）的脊椎动物。
不幸的是，瓦皮蒂组已知古生物最丰富的露头所在的大草原地区并不是寻找化石的最佳地点。在干燥的南部荒地，稀疏的植被留下了大片裸露、风化的岩石，可以相对快速、轻松地寻找标本。另一方面，Grande Prairie位于阿尔伯塔省森林密布的地区，那里的岩石暴露主要限于河岸。
有时我们会使用船，但在瓦皮蒂组（Wapiti Formation）寻找化石通常需要沿着河床艰难跋涉，寻找小而陡峭的裸露岩石，地质学家称之为“露头”，寻找珍贵的骨骼和牙齿。

DC Bonebed的化石，包括鲟鱼的骨板（左上）、软壳龟的壳碎片（右上）、Champsosaurus的脊椎骨（左下）和caenagnathid恐龙的髋骨（右下）。来源：Robin L.Sisson，作者提供
恐龙进化
我和我的合作者认为有两个令人信服的理由来进行我们的瓦皮蒂田野调查。首先，大草原现在位于恐龙省公园以北4.5度左右，而在白垩纪晚期，纬度的差异也差不多。
在白垩纪晚期，大草原地区可能是北部生态群落的家园，其组成与阿尔伯塔省南部其他地区不同。
第二，瓦皮蒂组可能在一段短暂但有趣的地质时期内提供恐龙演化的信息。在白垩纪，海平面如此之高，以至于海水涌入北美大陆中部，形成了西部内陆海道，将拉拉米迪亚西部陆地与阿巴拉契亚东部陆地分割开来。现在的阿尔伯塔省大致位于拉拉米迪亚东岸。
熊掌缺口
在大约120万年的时间里，海平面非常高，阿尔伯塔省南部的大部分地区被西部内陆航道所覆盖，导致了被称为熊掌组的海洋岩石沉积。熊掌峡的这段海洋沉积将地质上较古老的恐龙公园组与地质上较年轻的马蹄峡谷组分开。
恐龙公园和马蹄峡谷组包含了截然不同的恐龙和其他陆生脊椎动物动物群。从恐龙公园式的生态群落到马蹄峡谷式的群落，一定有一个突然或逐渐的过渡。
但这种转变究竟是如何以及何时发生的尚不清楚，因为熊掌峡掩盖了关键时期陆地变化的模式。

阿尔塔恐龙省公园史前动物骨骼。图片来源：Shutterstock
关键证据
然而，现在的大草原地区仍然很高，很干燥。这意味着，瓦皮蒂组保存了恐龙公园、熊掌和马蹄峡谷组所代表的整个时期内陆生脊椎动物的完整记录。
更好的是，马鹿第三单元位于Bearpaw Gap的时间范围内，因此可以揭示恐龙公园动物群向马蹄峡谷动物群过渡的性质。
最重要的证据来自马鹿第三单元的一个地方，称为DC Bonebed，其中包含多种中小型脊椎动物的骨骼和牙齿样本。
DC Bonebed样本与恐龙公园组的脊椎动物动物群有一些重要的相似之处，包括蛇颈鱼古龟的存在。来自恐龙公园组的其他物种与DC Bonebed有着相似但不一定完全相同的同类，包括恐龙Chirstenotes pergracilis（一种奇怪的无齿鸟类亲戚）和有袋类哺乳动物Eodelphis browni 。
DC Bonebed的样本也与恐龙公园组的动物群相似，但与马蹄峡谷组的动物不同，存在的海龟和鳄鱼的混合体。
不同的化石记录
马鹿第三单元组合与恐龙公园组中的马鹿组合并不完全相同。DC Bonebed中的鲟鱼数量异常丰富，一种类似鳄鱼的白垩纪爬行动物Champsosaurus也是如此，而两栖动物和真正的鳄鱼却出奇的稀少。
DC Bonebed和其他Wapite第三单元的位置提供了强有力的证据，证明阿尔伯塔省在Bearpaw Gap期间存在广泛的恐龙公园式生态系统，然后在海平面下降时迅速被马蹄峡谷生态系统取代。