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目前中国长形蛋类如何分类?最新显微结构研究厘清两科五属

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中新网北京5月19日电 (记者 孙自法)作为最早被识别为非鸟恐龙类所产的蛋化石类群,长形蛋类相关分类研究颇受古生物学界关注。

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(古脊椎所)汪筱林团队和国家自然博物馆合作,对中国发现的长形蛋类的蛋壳显微结构开展深入研究,重新厘清认为目前中国确定的长形蛋类包括两蛋科五蛋属,分别是长形蛋科的长形蛋属、巨形蛋属、波纹蛋属和巨型长形蛋科的巨型长形蛋属、巨型纺锤蛋属。


本次研究的蛋壳组织学切片显微照片(左,普通光;右,正交偏光)。研究团队/供图

这项研究是在传统硬组织学切片的基础上,结合扫描电子显微镜和电子背散射衍射技术,对中国境内原来归入长形蛋类的两蛋科七蛋属七蛋种的蛋壳显微结构进行重新表征,取得大量新认识,从而为相关类群的副系统分类提供了新的参考依据。相关论文近日在国际专业学术刊物《古生物学》(Paleobiology)发表。

论文通讯作者、中国科学院古脊椎所王强副研究员指出,长形蛋类包含长形蛋科与巨型长形蛋科,是亚洲及北美洲地区的常见类群,也是最早采用副系统分类的蛋化石类群之一。其中,长形蛋属、巨形蛋属和巨型长形蛋属已知与窃蛋龙类直接相关。


本次研究的蛋壳电子背散射衍射晶界图。研究团队/供图

随着越来越多恐龙蛋材料的发现,除以上三类的其余长形蛋类成员是否也属于窃蛋龙类所产面临挑战。已有研究显示,驰龙类的蛋壳仅凭硬组织学切片和扫描电子显微镜与上述归属窃蛋龙类的长形蛋类成员十分相似,因而需要新的技术手段加以区分。

汪筱林研究员表示,电子背散射衍射技术应用扫描电子显微镜获取多晶样品晶体学信息,不仅可以获取晶粒大小、形状及分布的信息,还可以得到与之相关的各晶粒的取向、相分布、晶界类型等信息,在冶金和地质行业中已得到广泛应用。


本次研究的常氏黑山蛋化石扫描电子显微镜照片。研究团队/供图

近些年来,电子背散射衍射技术在蛋壳显微结构研究中也发挥出重要作用,正逐步成为常规的研究手段,可较客观地表征蛋壳晶体排列结构特征。本次研究为国内首次采用该技术手段对长形蛋类进行分析,使得原有分类方案有了进一步的厘清与更新完善。

论文第一作者、中国科学院古脊椎所博士毕业的国家自然博物馆助理研究员朱旭峰介绍说,通过电子背散射衍射技术获取的晶界图对比,这次研究收获多项重要发现。


本次研究的彭氏波纹蛋化石扫描电子显微镜照片。研究团队/供图

一是首次在常氏黑山蛋的连续层近外表面识别出了外带,该结构在现代的鸟类蛋壳中较为普遍,而在确定为非鸟恐龙蛋壳的类型中则较为少见。结合该蛋种外表的分散瘤点状纹饰特征,研究团队认为现有证据不再支持其作为长形蛋科的成员,且应当进一步研究与其具有相似显微结构特征的蛋壳,如北美的连续蛋属以确定它们之间的关系。

二是发现副长形蛋属的针状锥体、具柱状结构的连续层以及网纹状的纹饰与已知的驰龙类的蛋壳基本一致,这些特征与典型的长形蛋类成员,如长形蛋属和巨形蛋属差异较为明显,因此也不应继续将其作为长形蛋科的成员。

三是与副长形蛋属类似,南雄蛋属也具有接近针状的锥体和具柱状结构的连续层,但因缺少合适标本,尚无法对其纹饰形态进行确定,如未来确定其也具有网纹状的纹饰,则可与副长形蛋属做相同处理。


本次研究的彭氏波纹蛋化石扫描电子显微镜照片。研究团队/供图

本项研究进一步讨论了鳞片状超微结构在晶界图中的判定条件,并根据不同的晶界特征,提出了Ⅰ型、Ⅱ型两种鳞片状超微结构的类型。在重新观察所有已发表蛋壳的电子背散射衍射技术数据后发现,已确定为窃蛋龙类所产的几个蛋属均十分发育Ⅱ型,而前述可能被排除在长形蛋类之外的蛋属以及可能归属驰龙类或伤齿龙类的蛋壳,则仅发育Ⅰ型或仅在该带外侧发育Ⅱ型。

此外,研究团队在彭氏波纹蛋的样品中还发现长形蛋类中蛋体回退现象的首个组织学证据。该蛋壳的晶界图中可见显著的异常层出现在正常蛋壳的连续层之外,该结构一般被认为是因母体应激,蛋体在输卵管中发生回退产生蛋壳沉积间断的结果,这在巨龙类蛋壳中已有先例。

研究团队综合上述研究结果认为,目前中国非鸟恐龙类蛋化石中的长形蛋类包括长形蛋科的长形蛋属、巨形蛋属、波纹蛋属,以及巨型长形蛋科的巨型长形蛋属和巨型纺锤蛋属,南雄蛋属则仍暂归于长形蛋科。(完)

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