揭示琥珀「蛇寶寶」真面目,爲研究提供了絕佳的演化線索!

古人有云:“虎死精魄入地化為石”,意指琥珀是老虎流下的眼淚。但這些也不過是傳說,寄託了人們用琥珀來趨吉避凶、鎮宅安神的願望。

而科學上的“琥珀”實際是遠古樹脂形成的透明化石。在樹脂滴落的過程中包裹了小蟲、草籽等小東西,由於琥珀具有非常好的密封作用,它們得以跨過億萬年的時光完好地保存至今,栩栩如生,猶如時間膠囊一般。有時候,膠囊裡還會有驚喜,比如,一條蛇……

這不是玩笑!繼琥珀“煎餅鳥”、恐龍琥珀之後,中外研究團隊首次在琥珀中發現蛇類標本,一條來自億年前的“蛇寶寶”。

琥珀裡的“巨型生物”?

或許,你的第一個疑問是:這塊琥珀得有多大?要用鍋裝嗎?實際上,它是很小的一塊↓↓↓

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賈曉女士與緬甸曉蛇琥珀

(圖/張珂語 攝)

意不意外,驚不驚喜!來自上海的賈曉女士正是“蛇寶寶”琥珀的收藏者。其實之前發現的恐龍琥珀裡面有條恐龍尾巴,長這樣↓↓↓

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冉浩與琥珀恐龍

你看,恐龍尾巴的琥珀都這麼小,包著蛇應該算不小了吧?有趣的是,琥珀蛇和琥珀恐龍這兩個發現的主導研究人,都是中國地質大學(北京)的邢立達老師。他還曾在琥珀中發現過整隻鳥,一截小手指那麼大的鳥……

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邢立達博士在加拿大薩斯喀徹溫省皇家博物館觀察琥珀標本

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邢立達,邁克爾·考德威爾,蘭德爾·尼達姆和白明在中科院動物所

總體來說,琥珀裡包住的東西不會太大。如果是包住了脊椎動物,那也一定會是小型脊椎動物。一般只能是小小鳥的翅膀或身子、小小恐龍的尾巴或者一條小小蛇。而這種體型的脊椎動物並不多見,因此這樣的標本是非常珍貴的。相比化石那骷髏架子狀態,琥珀裡的動物還有一部分“血肉”,保存狀態接近“殭屍大粽子”,我們可以看到更多細節,發現更多信息。

琥珀“蛇寶寶”真面目首亮相

接下來,就讓我們看看這條“曉蛇”吧。

不用懷疑,沒有寫錯別字,這條小蛇的名字就叫——緬甸曉蛇(Xiaophis myanmarensis),發現於緬甸克欽地區,和恐龍琥珀的產地相同,距今大約0.99億年,那正是中生代的最後一個時期——白堊紀。至於“曉”則是一個多關的用詞,一方面說明蛇“小”,另一方面向賈曉女士致敬,最後一方面,還有破曉之意,暗示了這條蛇的原始。

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琥珀曉蛇和對應的CT重建

(圖/白明 攝)

那這條蛇有多原始呢?研究團隊不僅對琥珀進行了顯微攝影,還利用顯微CT技術對標本——一種能夠對微小樣本進行內部掃描的技術,對它進行了掃描,然後再通過數據重建獲得樣品的三維模型。這樣一來就不用敲碎琥珀去研究裡面的樣本……通過三維重建,最終,我們看到了這樣的結構:

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琥珀曉蛇的CT重建

(圖/白明 攝)

經測量,這個琥珀蛇的個體長4.75釐米,保存了鉸接式的顱後骨骼,包括了約97枚椎骨、肋骨和部分皮膚。這97枚椎骨中的前87節加上肋骨構成了軀幹,剩下10節構成尾部。標本的每一椎骨都非常小,軀幹的椎體長約0.5毫米,尾椎長約0.35毫米,在尺寸和形態上與管蛇科紅尾管蛇(Cylindrophisruffus)的新生蛇較為相似。所以,這很可能是一條剛剛孵化出來不久的小蛇。它生前也許是這樣的↓↓↓

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緬甸曉蛇復原圖

(圖/劉毅 繪圖)

不過,如果你細心觀察就會發現,從圖片左邊的蛇頭向後找,這條蛇似乎沒有尾巴,只有半條的樣子。研究團隊的科學家們也是這麼想的。他們做了一個估計,根據同時代的一些蛇類頸椎與軀幹椎可以達到150多個來推算,這條蛇大概還應該有幾十個椎骨。以此推算,如果標本完整,這條琥珀蛇大約長9-10釐米。

通過比對,研究人員發現緬甸曉蛇的顱後骨骼與其他白堊紀岡瓦納蛇類的骨骼化石相似性極高,如阿在根廷發現的距今9000萬年的狡蛇(Najash)和恐蛇(Dinilysia)。研究人員將緬甸曉蛇加入到早期蛇類的演化結構中後也發現,緬甸曉蛇的位置在基幹岡瓦納化石蛇類和蛇類冠群之間——換言之,從進化的角度上來說,緬甸曉蛇的位置正好在白堊紀的古蛇和現代蛇類之間,或者說,是一個過渡位置。它沒準是現代蛇類的祖先。所以,這是一個很古老的小傢伙。

琥珀“蛇寶寶”帶來極佳的演化線索

既然如此古老神秘,那這塊琥珀還能帶給我們哪些信息呢?

首先,我們之前也提到了,相比普通化石來說,琥珀“蛇寶寶”最具有特色的就是帶有肌肉等軟組織結構,雖然這些結構已經不同程度地碳化,但仍能幫助我們瞭解古蛇的肌肉是如何生在骨骼上的,一方面可以為普通化石的組織重建提供證據,另一方面通過和現代蛇類的比較,就能找到蛇類演化過程中的一些線索。

此外,琥珀還能為我們提供當時的古環境信息。與這次琥珀曉蛇一同發現的,還有一塊帶有蛇皮的琥珀,後者應該是較大型蛇類所蛻下的一小塊皮。

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琥珀中的蛇皮

(圖/Ryan C. McKellar 攝)

這兩塊琥珀都富含昆蟲、昆蟲糞便和植物殘留物,提供了獨特的森林生態系統記錄。緬甸琥珀中發現的其它一些植物和無脊椎動物都表明,這是一個包含有淡水棲息地的、潮溼溫暖的熱帶雨林生態系統,部分琥珀森林亦瀕臨海岸線。

有趣的是,白堊紀幾乎所有已知蛇類都表現了水生適應性或發現於河流沉積物中,而沒有陸地生活的記錄,或者說,此前所知的白堊紀蛇類多數都是水生的。因此,人們傾向於認為當時的蛇類還沒有登上陸地。緬甸曉蛇是首次在中生代森林環境中發現的蛇類,表明早期蛇類比我們之前想象地更為多樣,它們已經開始適應陸地的生活。


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