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【论文故事】阿凡达伊卡兰翼龙来了!
#前沿

虽然距离科幻电影《阿凡达》上映已经有五年时间了,但提起潘多拉星纳威人骑乘的“飞龙”斑溪兽(Banshee),很多人应该还有印象。现在,地球上也有这个物种了——9月11日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所汪筱林研究员在自然出版集团《科学报告》(Scientific Reports)上发表论文,描述了一种在辽西发现的翼龙新种。这种生活在早白垩世的翼龙被命名为“阿凡达伊卡兰翼龙”:Ikrandraco avatar

阿凡达伊卡兰翼龙正型标本。供图/汪筱林

伊卡兰翼龙之所以得名,与它独特的下颌结构有很大的关系。被描述的两件标本具有低而长的头骨,以及发达的下颌骨脊。在接受果壳网采访时,汪筱林表示:“在所有已知的翼龙中,仅具有下颌骨脊而不具有头骨脊的种类从来没有被发现过,在现生动物中也没有这一形态结构。而这两件翼龙化石的下颌,非常类似科幻电影《阿凡达》里的一类飞行翼兽——斑溪兽,也就是潘多拉星球上纳威人口中的伊卡兰(Ikran)。这种生物很可能是电影工作者参考了包括翼龙在内的地球上的飞行生物之后进行艺术加工虚构的。巧合的是,这种在电影中被称为‘伊卡兰’的虚构外星生物和我们最新发现的这类翼龙头骨结构非常相似——它们都只有下颌骨脊。因此,我们用电影里飞行翼兽的名字Ikran加上拉丁语里‘龙’的词根draco,作为这种无齿翼龙超科新种的属名,而种名我们就直接用了avatar(阿凡达)。”

阿凡达伊卡兰翼龙头部复原图(上)与《阿凡达》中的伊卡兰(下)。上图:供图/汪筱林,绘图/赵闯;下图:DeviantArt/leywan

“很多翼龙,尤其是相对进步的翼手龙类大部分发育头饰,而且都在头骨的上部和顶部。对于翼龙头饰形态功能的观点很多,总结起来主要有以下几种:性别展示、飞行时的空气动力平衡、飞行或捕食时切割流体和方向控制、体温调节等。”被问及翼龙头冠的时候,汪筱林表示。伊卡兰翼龙独特的下颌头冠具体可能起什么作用尚无定论,更有趣的是,这种翼龙的下颌还具有一个独特的钩状结构。论文中分析说,这个钩状结构可能是用以固定伊卡兰翼龙的某种喉囊的。

阿凡达伊卡兰翼龙的两件标本的头骨。供图/汪筱林

喉囊在翼龙中并不罕见,此前已经有数次报告。喙嘴翼龙属(Rhamphorhynchus)与翼手龙属(Pterodactylus)的化石中都发现过这种软组织存在的证据。当然也有人认为这些只是“比较松弛的皮肤”,就像鸵鸟的喉咙一样——这有利于它们吞下更大的猎物。如果喉囊真的存在,研究人员设想出一幕伊卡兰翼龙的捕食场景,用以说明它们奇特的下颌是如何起作用的:“阿凡达伊卡兰翼龙在水面上方低空飞行,利用视力定位水面下的猎物。它们甚至可能将部分下颌浸在水中,狭窄锋利的下颌脊可以打破水面的阻力,使得这种翼龙可以在水面短暂滑行。滑行至到猎物附近的时候,伊卡兰翼龙就会张开它的血盆大口,连鱼带水将猎物吞入喉囊中。这种翼龙可能可以在水面连续多次捕捉猎物,而下颌上的小勾可以加强喉囊的承载能力,让一次捕猎收获更多。”

阿凡达伊卡兰翼龙生态复原图。供图/汪筱林,绘图/赵闯

当然,这只是一种可能性。实际上,除了下颌之外,伊卡兰翼龙缺乏更多适应这种捕猎方式的特征。而且研究人员表示,不能排除这样的下颌被用作性别展示或者物种识别的工具,例如外面包裹有亮色的皮肤,必要时抬起下巴,展示自己的存在感——虽然看上去很不经济。

抬起下巴,展示存在感——其实丽色军舰鸟是这样进行性别展示的。图片:Wiki Commons/Andrew Turner

阿凡达伊卡兰翼龙化石发现于热河群九佛堂组。汪筱林告诉果壳网:“白垩纪著名的热河生物群的赋存地层是热河群,热河群主要包括下部的义县组(距今1.25亿年)和上部的九佛堂组(距今1.2亿年)。热河生物群发现大量带毛恐龙、鸟类等重要的脊椎动物化石,也是世界上翼龙化石最富集的层位之一。在义县组和九佛堂组发现了大量的翼龙类型,其中义县组的翼龙化石组合与欧洲晚侏罗世的翼龙化石组合相似,而九佛堂组的翼龙化石组合与巴西早白垩世的翼龙组合非常类似,代表了翼龙最重要的辐射演化。目前还有一些九佛堂组的翼龙正在研究中,已经发表命名的翼龙包括中国翼龙、辽宁翼龙、努尔哈赤翼龙、鬼龙等在内的近20个属种。”

汪筱林(左)与巴西合作者亚历山大·克尔纳(Alexander Kellner)的合影。 供图/汪筱林

在被问及翼龙与早期鸟类、带羽恐龙的竞争关系时,汪筱林表示:“一些与鸟类关系很近的小型兽脚类恐龙如驰龙、伤齿龙、窃蛋龙等和鸟类还是有明显形态学差别的,它们飞行能力相对于鸟类和翼龙来说,还有很大的差距。四翼恐龙如小盗龙可能仅仅会滑翔或短距离的飞行,所以恐龙和翼龙两者之间的竞争较少。而翼龙和鸟类都有较强的飞行能力,占据几乎相同的生态位,它们之间存在着较大的竞争关系,早白垩世位于北方劳亚大陆的辽西九佛堂组时期的翼龙类群向外迁移,甚至逐渐迁移辐射至位于南方冈瓦那大陆的巴西,很可能与鸟类的生存竞争有关。热河生物群的翼龙和鸟类都具有较高的多样性,它们的生态位,捕食方式以及捕猎对象也大致相同,有捕食鱼类的,捕食昆虫的,滤食性的,也有吃植物种子的等。翼龙主要还是以捕食湖泊中的鱼类为主,鸟类以捕食湖岸边和森林植被中的昆虫为主,由于食物的不同,所占据着生态位也会有些许不同。”(编辑:窗敲雨)

参考文献

  1. Wang XL et al (2014). An early cretaceous pterosaur with an unusual mandibular crest from China and a potential novel feeding strategy. Sci. Rep. 4:6329. doi:10.1038/srep06329