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恐龙大脚印儿何以保留数亿年?需在河海湖滨处

2012年01月13日 14:17 来源:科技日报 参与互动(0)

   ■ 新闻缘起

  1月9日,北京市延庆县政府举行新闻发布会介绍,该县千家店镇延庆硅化木国家地质公园核心区内,发现大批距今约1.4亿年至1.5亿年前、侏罗纪晚期的恐龙足迹化石。延庆地处华北平原与内蒙古高原过渡地带,是著名的燕山运动命名地之一,留存有距今1.3亿年至1.8亿年间形成的与燕山运动相关的地质记录,如1.4亿年至1.5亿年前的硅化木群、新生代喀斯特地貌等丰富多彩的地质遗迹资源。

  北京地区首次发现恐龙存活过的痕迹。2012年伊始,延庆县宣布,在该县千家店镇延庆硅化木国家地质公园核心区内,发现大批珍贵距今约1.4亿年至1.5亿年前、晚侏罗纪的恐龙足迹化石。

  数亿年前恐龙的“大脚印儿”是怎样形成的?这些神秘的“大脚印儿”能告诉我们些什么?又何以保留至今?本期《科技之谜》继续关注数亿年前的恐龙生活,请科考队成员、中国地质大学古生物专家张建平与恐龙足迹研究专家、北京自然博物馆古生物专家李建军研究员为读者揭秘数亿年前恐龙留下的“大脚印儿”。

  —— 意外发现 ——

  一串脚印儿现身峭壁

  2011年7月,为给延庆世界地质公园的申报准备相关学术资料,延庆县专门聘请了中国地质大学地质公园(地质遗迹)调查评价研究中心,对延庆境内的地质遗迹分布和特点进行调查。“我们在调查地质遗迹过程中,却意外发现延庆硅化木国家地质公园内有大量的恐龙足迹化石。”科考队成员、中国地质大学古生物专家张建平介绍,发现地点位于千家店园区核心区S309线延庆段南侧,保存于数十米高的一片紫红色砂岩峭壁上。

  “这些足迹形态大小各异,大的长48.3厘米,小的也有10厘米左右。”张建平说,目前已发现的恐龙足迹化石点有3处,还有3处存疑,其中一号点下部有30个恐龙足迹,还有两道清晰的行迹;一号点上部暴露的足迹至少达到几百个,成串的行迹约6至7道。此外,二号点目前暴露出足迹15个,五号点暴露出足迹9个。

  张建平说,其他3处化石点需要进一步研究其属种特征,才能确定是否为恐龙足迹。

  —— 四个疑问 ——

  何以确信脚印儿就是恐龙的?

  “恐龙化石现有的一般为恐龙蛋、恐龙足印、恐龙骨架,其中足印是非常重要的化石类型。据了解,多年前北京西山曾发现疑似恐龙足迹,但后来专家考察认证后予以否定。”张建平介绍。

  此次恐龙足迹发现后,张建平会同中国地质大学(北京)以及加拿大、波兰的古生物专家一起进行研究。2011年12月28日,在专家初步研究的基础上,北京市国土资源局组织国家古生物化石专家委员会部分成员和其他相关专家进行了现场鉴定。专家组一致认为这些足迹确定为恐龙化石,可能归属于晚侏罗纪覆盾甲龙类(包括剑龙和背上披甲的龙两种)、兽脚类、鸟脚类及可能的蜥脚类恐龙足迹。

  “不同的足迹表明有多类恐龙在此生活。”张建平介绍,这些足迹中较多的是覆盾甲龙类,这表明早在侏罗—白垩纪之交,京北、冀北—辽西地区就活动着覆盾甲龙类,“这应是目前为止中国首次发现的此类恐龙足迹化石,而鸟脚类及蜥脚类恐龙足迹在中国同时期地层中也是首次发现。” 张建平还介绍,兽脚类恐龙的足迹则非常罕见,“这种恐龙奔跑时每秒距离可达7米,是世界上跑得第二快的恐龙。”

  专家组认为,延庆发现的恐龙足迹群是北京地区首次发现恐龙存活过的证据,“在侏罗纪晚期延庆有多种恐龙,包括食肉和食草恐龙同时存在,这为其后的白垩纪热河动物群提供了绝好的演化样本。”

  数亿年前恐龙是怎样留下脚印儿的?

  张建平介绍,恐龙足印化石的形成需要苛刻的条件,“首先要有恐龙生活,也要有合适的地点,更要有保存条件。”延庆留存有距今1.3亿年至1.8亿年间形成的与燕山运动相关的地质记录、1.4亿年至1.5亿年前硅化木群、十几亿年前的海洋沉积遗迹等多种地质遗迹资源,这也就具备了恐龙化石形成的相关条件。

  张建平说,具体来讲,恐龙足印化石的形成需要恐龙生活离水比较近,比如在河海、湖滨等,如果是土层坚硬的话是不会留下足印的。恐龙留下脚印后,需要暴露在空气里一段时间,使得脚印坚固起来,这样在下次泥沙、波浪袭来时,脚印才可能不会被冲掉,随后的地壳运动把这些足迹埋住,这样,这些脚印儿就保留了下来。

  专家分析认为,被埋大约800万年后,地壳运动使得这些足迹化石从被埋住的最底层开始发生了倾斜,至少再过了650万年,这些足迹化石所在的地块因为地壳运动,被抬升起来,得以显露于世人面前。

  “从现场情况分析,更多更好的恐龙足迹应该还存在于尚未揭露的岩层中。”张建平说,待保护工程完善后如果再作进一步科学发掘,预计将有更惊人的科学发现。

  恐龙的“大脚印儿”能告诉我们什么?

  “别看只是脚印儿,在科学上,它甚至比恐龙蛋化石还要珍贵。”恐龙足迹研究专家、北京自然博物馆古生物专家李建军研究员说。

  那么,远古时期的恐龙留下来的这些神秘“大脚印儿”,究竟能告诉我们一些什么信息呢?恐龙足迹又有哪些奇妙之处?

  恐龙足迹是脊椎动物足迹化石的一种,是恐龙在湿度、黏度、颗粒度适中的地表行走时留下的脚印儿所形成的化石。李建军说:“恐龙骨骼化石是恐龙死亡以后留下的;恐龙足迹是恐龙在生活期间留下来的,保存的是恐龙在日常生活中的精彩瞬间,它可以提供许多关于恐龙生活、行为以及古地理和古环境方面的信息。”因此,恐龙足迹具有骨骼化石无法替代的作用。“如果当地没有保存恐龙骨骼化石的条件,就需要通过发现的恐龙足迹来判断当地生活过的恐龙种类。”李建军说。

  通过恐龙足迹,人们可以了解到恐龙的行走姿态,推算出恐龙的长度、重量和大小,还能计算出恐龙的行走速度。恐龙足迹还有助于我们了解当时的古环境与古生态。此外,科学家还有可能在足迹化石中发现新的恐龙类型。“我们可以把恐龙足迹看成是恐龙脚部的软体部分在大自然中制造的模型。”李建军说,“恐龙足迹能反映许多恐龙行为方面的信息,比如群居、奔走速度等。另外,大量相同类型的足迹保存在一起,也揭示了恐龙群体生活的信息。而且,恐龙足迹是原地埋藏和保存的,这就为指示化石保存地的古环境提供了可靠的信息。”

  此外,一只恐龙只有一副骨架,可是在它的一生中可以留下大量的足迹,这除了提高化石保存的概率之外,还大大扩大了恐龙的生存空间,记录了恐龙生活时的活动范围。

  这些脚印儿该怎样保护?

  国外的一些恐龙遗迹多在边缘地带,而此次延庆发现的恐龙足迹,是世界上首都圈唯一的恐龙记录。

  延庆县相关负责人介绍,目前在北京市国土资源局主持和指导下,延庆县政府已制定初步保护方案。由于恐龙足迹所在的岩石位于公路边,延庆县已成立保护小组,将在周边修排水沟,并对足迹上面的土和周边的植物进行清理。相关镇村也将安排人员进行日常巡护,防止意外破坏,并设立说明指示牌、警示牌、安装栏杆等。

  “恐龙足迹所在的滦赤路今后也会改线,以最好地保护化石。”相关负责人说,针对恐龙足迹化石的长期规划,延庆考虑在化石所在地划定保护区,并对保护区实施封闭管理,还将筹建恐龙科普公园,未来市民有望近距离观看恐龙足迹化石。

  目前延庆正着手编制《恐龙足迹化石保护区总体发展规划》,实现珍稀地质遗迹资源的永续利用。同时,延庆将在借鉴国外恐龙遗迹地保护经验的基础上,聘请国内外专家给予建议,使得科学普及和休闲旅游一体化发展。

  ■ 延伸阅读

  恐龙复活靠澳洲鸵鸟?

  随着基因和克隆技术的发展,科学界不时会冒出一个复活已灭绝古生物的计划,在所有这些野心勃勃的计划中,最为大胆的莫过于让恐龙重生。美国蒙大拿州立大学古生物学教授杰克霍纳已经迫不及待了,他正计划利用鸟类DNA让曾经的地球霸主重返地球。

  复活恐龙对于科学家而言非常富有挑战性。早在1992年,便有科学家受电影《侏罗纪公园》的启发,尝试从与恐龙同时期生活的昆虫琥珀中提取DNA代码让恐龙复活,但最终以失败告终。有科学家指出,由于脱氧核糖核酸会在生物死亡后开始分解,并被阳光和细菌摧毁,利用克隆技术复活恐龙的唯一希望,也许只存在于较晚期灭绝的动物的DNA之中。

  不过,澳大利亚新南威尔士大学理学院院长阿彻却认为,活生生的恐龙基因就在我们周围。曾作为电影《侏罗纪公园》顾问的霍纳证实了阿彻院长的话。他在美国蒙大拿州挖掘一具0.68亿年前霸王龙骨骼时,发现该化石外壳的结构通常只出现于怀孕的鸟类骨骼之中。于是,霍纳萌发了一个新的恐龙复活计划——鸟类“逆向工程”。他认为,鸟类的DNA中很可能包括着恐龙的基因记忆,如果人类破译了这种基因,用于基因逆向工程,可能将长期处于睡眠状态的恐龙基因特征重新构造出来。“如果人们想要看到活生生的恐龙,必须从鸟类基因着手研究。”霍纳说。堂而皇之地印在澳大利亚国徽上的澳洲鸵鸟,也叫鸸鹋,是世界上最古老的鸟类之一。这种体型庞大不会飞行的鸟成为霍纳基因实验的首选。“澳洲鸵鸟的基因具备我们复活迅猛龙所需要的所有特征。”

  虽然霍纳的研究听起来有些牵强,却得到了一些知名学者的支持。古生物学界不时有学者贡献出一两个证明恐龙与鸟类基因渊源深厚的证据。

  加拿大麦克吉尔大学古生物学家汉斯拉尔森对1.5亿年前恐龙的长尾如何进化发育成为鸟类的短尾进行分析时发现:鸡的脊骨本应有4—8节椎骨,但在仅生长2天的鸡胚胎中却出现了16节,随着鸡胚胎的逐渐发育成长,它的尾巴越来越短,直至小鸡孵化时仅具有5节椎骨,这可以充分证明鸡具有爬行动物的脊椎。

  拉尔森说:“经过1.5亿年的进化历程,恐龙的尾部特征已不会出现在鸟类身上,但是这种特性却一直隐藏在它的胚胎构造中,因此,恐龙基因蓝图就锁定在现代鸟类身上。”拉尔森还发现,加拿大一种鸟类翅膀中隐藏着三指恐龙爪的结构。

  如果鸟类仍保留着恐龙尾部构造的基础,它们是否还仍残留着恐龙牙齿的基因记忆呢?美国威斯康星大学发展生物学家马特哈里斯和约翰法伦经研究发现,部分鸟类的喙皮之下隐藏着像短吻鳄胚胎的牙齿结构,而鳄类是最接近于恐龙的现生爬行动物。

  学者们的种种分析表明,霍纳的研究或有很大的可行性。目前,他已经开始憧憬亲手制造出的第一只恐龙的喜悦。“当我上台演讲时,一只由鸡演化的恐龙跟在我后面,那实在太酷了。除了我们自己,没人能够阻挡我将恐龙复活。”霍纳说,“那些不相信这项研究的人们,只能说明他们对于物种的进化知之甚少。”(刘亚斌)

 

【编辑:蒲波】

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