中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所徐星研究員領(lǐng)導(dǎo)的國際古生物科考小組在內(nèi)蒙古臨河地區(qū)臨近中蒙邊境的早白堊世時期沉積的巖石中發(fā)現(xiàn)了一種奇特的小型恐龍,。這種被命名為單指臨河爪龍的小型恐龍代表世界上首次發(fā)現(xiàn)的只發(fā)育一個手指的恐龍,有關(guān)成果在本周的美國《國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表,。
臨河爪龍的僅有標(biāo)本是一具部分保存的骨架,,包括零散脊椎、前肢骨,、不完整的腰帶和近完整的后肢,?;l(fā)現(xiàn)于內(nèi)蒙古烏拉特后旗的巴音滿達(dá)乎國家地質(zhì)公園,,其地質(zhì)年代大約為84-75百萬年前。這件珍貴的標(biāo)本是由考察隊來自英國和美國的兩名博士研究生發(fā)現(xiàn)的,。這種體型只有鸚鵡大小的恐龍屬于阿爾瓦茲龍超科,。阿爾瓦茲龍超科是獸腳類恐龍的一個分支,化石發(fā)現(xiàn)于包括亞洲,、北美,、南美和歐洲的許多地方。阿爾瓦茲龍超科的近親包括體長十幾米的霸王龍以及鳥類,。像大多數(shù)鳥類一樣,,臨河爪龍個體非常小,體長只有幾十厘米,,體重不足500克,。這種怪異的恐龍的前肢上只有一個手指,研究者推測其功能可能是用來掘開蟻穴獲取食物的,。
手指退化現(xiàn)象的研究是進(jìn)化生物學(xué)研究領(lǐng)域的一個熱點研究方向,。在脊椎動物的研究歷史當(dāng)中,許多不同脊椎動物支系都出現(xiàn)過手指退化現(xiàn)象,,恐龍也是如此,。一般來說,原始的恐龍有5個手指,,在恐龍演化歷史過程中,,一些獸腳類恐龍逐漸退化了其中兩個手指,變成了三指動物,,并最終演化成鳥類,。有些恐龍甚至進(jìn)一步退化手指,,比如著名的霸王龍只有兩個短小手指。此次發(fā)現(xiàn)的臨河爪龍代表一種更加極端的情況,,只剩下一個手指,,它的發(fā)現(xiàn)揭示了獸腳類恐龍手部形態(tài)的多樣性和復(fù)雜性。
在世界其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)的阿爾瓦茲龍類除了有一個和單指臨河爪龍一樣的非常粗長的大拇指外,,還有兩個非常小的手指,。研究者推測,阿爾瓦茲龍類的外側(cè)小手指屬于退化結(jié)構(gòu),。像其他生物類群中的退化結(jié)構(gòu)(比如某些鯨類和蛇的后肢)一樣,,這種高度退化的手指在演化過程中會隨機保留或遺失。大多數(shù)阿爾瓦茲龍類保留了外側(cè)兩個小手指,,而臨河爪龍則遺失了外側(cè)小手指,。研究者推測,阿爾瓦茲龍類的手指退化現(xiàn)象很可能是一種中性進(jìn)化和適應(yīng)性進(jìn)化相互作用的結(jié)果,。
化石發(fā)現(xiàn)地臨河地區(qū)有我國唯一的保存有恐龍化石的風(fēng)成巖層,,這種少見的巖石類型經(jīng)常能夠保存非常精美的脊椎動物化石,有時會保存億萬年前動物死亡瞬間的生活狀態(tài),,像正在孵卵的恐龍和正在搏斗中的恐龍,,一些世界著名的恐龍化石標(biāo)本就發(fā)現(xiàn)于包括巴音滿達(dá)乎的蒙古高原戈壁地區(qū)。近年來,,由內(nèi)蒙古國土資源部門和中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所組成的聯(lián)合科考隊伍對該地區(qū)白堊紀(jì)晚期的脊椎動物化石產(chǎn)出情況進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查,,發(fā)現(xiàn)了大量的保存精美的化石,包括其他各種不同種類的恐龍以及小型哺乳動物,、蜥蜴類和龜鱉類化石,。這一地區(qū)已經(jīng)成為了世界上最重要的白堊紀(jì)晚期恐龍化石點之一。(生物谷Bioon.com)
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PNAS doi: 10.1073/pnas.1011052108
A monodactyl nonavian dinosaur and the complex evolution of the alvarezsauroid hand
Xing Xua,1, Corwin Sullivana, Michael Pittmanb, Jonah N. Choinierec, David Honea, Paul Upchurchb, Qingwei Tand, Dong Xiaoe, Lin Tand, and Fenglu Hana
Abstract
Digital reduction is a striking evolutionary phenomenon that is clearly exemplified in theropod dinosaurs by the functionally didactyl manus of tyrannosaurids, the flight-adapted manus of birds (Aves), and the tridactyl but digit II-dominated manus of alvarezsauroids. The enlargement of manual digit II in alvarezsauroids and the concurrent reduction of the lateral digits have been interpreted as adaptations for digging, although no detailed biomechanical analysis of hand function has so far been carried out for this group. In the derived alvarezsauroid clade Parvicursorinae, the lateral digits are so small as to be presumably vestigial. Here we report a new alvarezsauroid, Linhenykus monodactylus gen. et sp. nov., based on a specimen from the Upper Cretaceous Wulansuhai Formation of Inner Mongolia, China. Cladistic analysis identifies Linhenykus as the most basal parvicursorine, and digit II of the manus retains a slender morphology and other primitive features. However, Linhenykus is also highly apomorphic in exhibiting the most extreme reduction of the lateral manual digits seen in any alvarezsauroid. Phalanges are retained only on the most medial digit (digit II), making Linhenykus the only known functionally monodactyl nonavian dinosaur. Other parvicursorines are more primitive in retaining a tridactyl manus but more derived in that digit II is highly robust and shows other apomorphic features in both of its phalanges. The unexpected combination of features seen in the hand of Linhenykus points to a complex mosaic pattern of manual evolution in alvarezsauroids, with loss of the presumably vestigial outer digits being decoupled from change in the form of digit II.