还记得琥珀里曾“藏着”的古鸟翅膀和恐龙尾巴吗?近日，古生物学家们又在琥珀中首次发现了9900万年前完整的远古小鸟化石……

文/记者 白竟楠 编辑/吉菁菁 供图/邢立达

“与此前发现的恐龙琥珀不同，基于琥珀内包含着的雏鸟羽毛和骨骼状态，我们确认这只反鸟类雏鸟正处在生命最初几周中，”台北市立大学的曾国维教授说，“雏鸟整体呈现一种酷似捕猎的姿态，身体扬起，爪子和嘴巴张开，翅膀后掠，非常生动。它的死因也令人浮想联翩，是不是恰好在捕猎的时候被从天而降的树脂粘住呢?”

6月8日，中加美等国的古生物学家在北京宣布，他们发现了有史以来第一件琥珀中的雏鸟标本，距今约9900万年。该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所外籍研究员邹晶梅(Jingmai O’Connor)、中国科学院动物所副研究员白明博士、加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安·麦凯勒(Ryan C. McKellar)教授等共同研究。

这件人类有史以来首次发现的雏鸟化石标本是目前缅甸琥珀中最完整的古鸟类化石，它是一只出生仅数周的反鸟类雏鸟，琥珀的特异性使其保存了人类历史上最丰富的雏鸟骨学与软组织细节，为人类了解反鸟类和今鸟类在发育上的显著差异提供了新证据。

▲被命名为“比龙”的标本，蕴藏着几乎完整的一只反鸟类雏鸟。

极为罕见：琥珀包含完整的大个体脊椎动物

2016年，邢立达团队发现了世界上首例琥珀中的古鸟类翅膀和非鸟恐龙内容物，造成了古生物学界的巨大震动。“其实我们在2015年便发现了数个更完整的古鸟类琥珀，虽然骨骼的三维重建耗费了大量时间和精力，但结果令人震撼。”邢立达介绍说，“此次发表的标本是一只较为完整的反鸟类雏鸟，记录了其生命最初几周的骨学和羽毛特征。”

这件标本距今约9900万年，属于白垩纪中期的诺曼森阶。来自著名的琥珀产区之一，缅甸北部克钦邦胡康河谷。这只小鸟体型娇小，从吻部到尾巴末端的长度约6厘米。当时它生活在缅甸北部潮湿的热带环境中，不幸被柏类或南洋杉类针叶树所流下的树脂包裹，树脂硬化之后，可能在地面待了很长时间或很短时间，然后被掩埋或者冲走，在漫长的地质年代中形成琥珀，并一直保存至今。

“此次的古鸟类琥珀珀体约9厘米长，容纳了接近完整的一只古鸟类的头部、颈椎、翅膀、脚部和尾部，以及大量相关的软组织和皮肤结构。”论文作者之一、美国洛杉矶自然史博物馆恐龙研究院院长路易斯·恰普(Luis M. Chiappe)教授介绍，“这些保存下来的软组织除了各种形态的羽毛之外，还包括了裸露的耳朵、眼睑，以及跗骨上极具细节的鳞片，这为古鸟类研究提供了千载难逢的机会。”

琥珀与化石不同，特异保存的化石往往能提供远古生命前所未见的细节，比如“木乃伊”化的鸭嘴龙类埃德蒙顿龙所留下的皮肤印痕，虚骨龙类棒爪龙留下的肠道痕迹，以及中国热河生物群的众多脊椎动物化石。尽管这些标本对古生物学研究做出了特殊的贡献，但仍会受到成岩作用的影响，损失大量细节。琥珀则没有这些问题，它能为古生物提供无与伦比的保存状态，唯一的缺陷是它所能容纳的包裹物大小受到严格限制。

琥珀形状小从几毫米到几十厘米，大至一米不等，9厘米大小的琥珀并不难找，但琥珀中包含完整的大个体脊椎动物则极为罕见。因为大个体脊椎动物一般都能挣脱树脂的包裹，所以琥珀能保存相对大型动物的概率极低。

至于这只雏鸟被树脂包裹住的原因，邢立达表示很难确定当时到底发生了什么。从雏鸟的姿态来看，它当时应该在捕猎，从理论上推测，鸟儿在捕猎时动作通常迅速敏捷，但即使这样，它却没能挣脱从天而降的树脂。

“这很奇怪。因为动物在活动时被树脂包裹住，琥珀中随后会出现密集的皂化点。因为活着的鸟儿体内的血液和软组织会有一个干枯过程，而机体中的液体无法排出，就会‘硬挤出’一些液体，形成一个个白色的气泡，出现皂化现象。比如上次发现的首块鸟琥珀‘天使之翼’的皂化就很明显。但是这次发现的鸟琥珀虽有皂化点，但是却很少。”邢立达介绍。

看足识鸟：昵称“比龙”属于反鸟类

琥珀中的古鸟标本保存极为完好，尤其是约2厘米长的金黄色鸟足特别醒目。这块琥珀最初并没有直接与邢立达等研究人员结缘，而是腾冲虎魄阁博物馆的一件标本。

“上面的鳞片、栩栩如生的丝状羽、锋利的爪子，当时当地人都以为是蜥蜴爪，但我意识到更像鸟类足部，”腾冲虎魄阁博物馆馆长陈光回忆，“后来邢立达确认了我的猜测，这确实是鸟足!而我的爱人则给这件标本起了一个昵称，叫‘比龙’，这是缅甸一种琥珀色小鸟(小云雀)的当地读音。”

“因为之前发现的脊椎动物琥珀中基本都是蜥蜴，所以在看到爪子时，很容易让人想到这可能又是蜥蜴。如何区分出是鸟不是蜥蜴?重点看足型。鸟足和蜥蜴足的形态是完全不同的，鸟足三指在前，一指朝后;而蜥蜴趾是五个都向前。”邢立达介绍说。

青年古鸟类学家邹晶梅则表示，“比龙”标本的头骨上具有明显的牙齿，其椎体等其他骨骼形态一致表明，其属于典型的反鸟类。反鸟类是白垩纪出现的一类相对原始的鸟类，其肩带骨骼的关节组合与现生鸟类的相反，因此得名。反鸟类和今鸟类是鸟类演化的两个主要的谱系，并在早白垩世出现了较大的生态分化和辐射，它们有着较强的飞行能力，拇趾与其他三趾对握，适宜树栖。

▲邹晶梅拿着一块小型反鸟类化石

在反鸟类生活的诺曼森阶段，还生活着各种恐龙。“那是恐龙多样性很强的一段时期，”邢立达说，“天上飞的、地上跑的，大大小小热热闹闹啥都有。比如结节龙、掘奔龙、南边巨兽龙等。但最终在晚白垩世末期，反鸟类与这些恐龙一起完全绝灭了。”

从这枚琥珀来看，虽然它保存了雏鸟大量重要信息，但还是缺少了背椎和腰部，目前缺损原因未知。邢立达推测，或许是因为树脂没有包住背椎和腰部，因此被食腐动物吃掉了，而对于研究来说，形态学信息越多越有助于界定动物生存的具体年限和分类。“所以，我们只能推测这只鸟类属于反鸟类，不能再进一步细化到具体属种，有点可惜。”邢立达说。

▲蕴藏在琥珀中的“比龙”翅膀

CT和同步辐射：“扫出”琥珀内部的秘密

中国科学院动物所副研究员白明博士和中国科学院高能物理研究所副研究员黎刚博士表示，研究团队获取标本后，最初仅仅注意到了一对非常精美的鸟足，采用显微CT等无损设备来成像和分析标本之后，才发现了琥珀内部还隐藏着头骨、脊椎等更重要信息。通过对CT数据的重建、分割和融合，最终才得到了所有骨骼的无损高清3D形态。

因为琥珀内含物非常混乱，如果用光镜，比如光学显微镜通过自然光源观察琥珀，只能看到外表，因为可见光波长很长，所以穿透性很差，看不到琥珀内部的结构;而X射线波长很短，可以穿透物体看到内部，所以探测琥珀内的内含物只能用这种方式进行。

白明解释说：“CT和同步辐射设备都是用X射线来勘探琥珀内部结构的，同步辐射光的相干性更好，CT设备无法看清的地方可以用同步辐射来看。”

整个过程像医院里给人做CT一样的，只不过，人在做CT的时候是静止的，射线源和探测器是旋转的，而扫描琥珀是样本在样品台旋转，而光源不转。白明表示，扫描琥珀并不像手机“扫一扫”那么简单：由于琥珀在参与地质运动时会被挤压或冲撞，所以标本里面的骨骼并未完整地拼接在一起，扫描的时候就要先扫描全局，之后再分段扫描，在多次扫描之后再进行人工拼接，才能得到较为理想的高分辨率图像。

“有的时候会因为软件、环境等原因导致数据质量不高，这就算扫描失败了，就要重新扫描。扫描一套数据需要很长时间，而且租用同步辐射装置有机时限制，如果一次扫不完就只能等到下一次。数据扫描完之后，会形成大量二维横截面的数据，就像医院里的片子一样，再通过二维数据重建三维数据。”

电脑虽然有自动重建的功能，但是对数据的“干净程度”要求很高，琥珀中含有许多杂质，科学家需要骨骼或某处骨骼的图像，大多时候都用不上电脑的自动重建功能，只能手动筛选，这是一个很耗费时间的过程。白明表示，一套数据1000张图，想要重建出某一个部位的样子，往往要筛选很多套数据，所以工作量非常大。

CT的方法在以前主要用于研究现生生物标本，因为标本的杂质很少，数据的质量会很高，重建相对容易，而琥珀只能靠后期人工的处理，才能把模型做的非常漂亮。“整个扫描重建的过程花费了大约两年的时间。”白明说。

▲邢立达（右）和瑞安·麦凯勒在加拿大萨省皇家博物馆摄影工作站

揭示更多细节：既早熟又晚熟的羽毛

“羽毛形态是本次研究的重点之一。”瑞安·麦凯勒教授说道，“比龙标本保留着迄今最为完整的古鸟幼鸟羽毛和皮肤，这在白垩纪的标本中尚属首次，这些细节包括羽序、羽毛的结构和色素特征等。”

比龙标本的羽毛形态学细节非常精致，幼鸟被树脂包裹时，正处于稚羽发育的最初阶段，这些稚羽同样可以与其他标本的羽毛印痕或缅甸琥珀中的孤立羽毛相对比。不过，不同于任何现生新孵出的雏鸟，比龙标本的羽毛同时具备了不同寻常的早熟性和晚熟性相混合的特征——同时存在着功能性飞羽和零散的体羽。

不同鸟类的雏鸟出生时的成熟度是不同的，既有早熟的也有晚熟的。早熟的雏鸟出生时身上长满了羽绒，眼睛是睁着的，它们成熟得很快。而晚熟的雏鸟出生时皮肤裸露，看不见东西，非常虚弱，都站不起来，通常要待在巢穴里几天甚至几周。

早熟鸟类似小鸡小鸭，出壳不久就能独自活动觅食，身体有绒毛保护;与早熟鸟相反的是晚熟鸟，雏鸟出壳后无法独立生活，仍需父母照料哺育一阵子，而且身体赤祼无毛。“比龙”标本的羽毛同时具备了早熟的雏鸟所具备的飞羽，也有晚熟的雏鸟所具备的零散的毛状体羽。早熟鸟在演化上先出现，后来今鸟类一些树栖鸟类演化成晚熟鸟，例如雀鸟和鹦鹉等就是晚熟鸟。此外，“比龙”标本的腿部、足部和尾部的羽毛形态亦不寻常，暗示着与今鸟类的相比，反鸟类的雏绒羽可能更接近于现生鸟类的廓羽。不过，这些区域也保存着丝状羽，似乎类似于更原始的兽脚类的原始羽毛。

“在发现这块琥珀之前，所有这些细节我们此前都是一无所知的。”瑞安·麦凯勒教授说。■