琥珀中有蛇,而且是全新物種!中國科學家重大發現

2018-07-28 12:10

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緬甸曉蛇復原圖。(新華社)

緬甸曉蛇復原圖。(新華社)

傳奇的琥珀產區──緬甸北部克欽邦胡岡谷地再次傳出「新知」。由中國、加拿大、美國和澳洲科學家組成的國際科學團隊日前在產自此地的兩塊琥珀中,首次發現蛇類標本,並揭示了一個前所未知的物種。

這一研究成果19日發表在美國《科學》雜誌集團子刊《科學進展》上。

這兩塊琥珀均距今約9900萬年,其中包含著蛇骨骼的一塊如小檸檬般大小。與其他脊椎動物化石相比,蛇的化石極為稀有。此前,科學家從未在琥珀中發現過蛇類。早期蛇類化石則比較破碎,提供的資訊不多,比如1.67億年前的安氏黎明蛇。

緬甸曉蛇和對應的CT重建。(新華社)
緬甸曉蛇和對應的CT重建。(新華社)

「另一件標本是含蛇皮的琥珀,相比較而言,含有蛇骨骼的琥珀更為重要。」該研究的發起者、中國地質大學(北京)副教授邢立達說,中國地質大學(北京)團隊和「石探記」科學團隊在2016年初陸續發現了它們,然後用顯微CT做出了詳細三維解剖結構。

結果顯示:更為重要的「蛇骨」琥珀中,連續蛇骨長4.75公分,包括了約97枚椎骨、一些肋骨和皮膚。這些椎骨十分細小,最小的單塊尾椎僅約0.35毫米長。它的尺寸和形態顯示了其很可能是一個剛「破殼」的蛇寶寶。

科學家將它命名為緬甸曉蛇(xiaophis myanmarensis)。「曉」字意在向發現該枚琥珀的石探記聯合創始人、琥珀專家賈曉女士致敬。「除此之外,曉字與‘小’同音,既說明了它極小的體態,也暗示了這條蛇的原始。」中方研究者之一、中國科學院動物研究所助理研究員、石探記創始人陳睿博士說。石探記是一個由年輕博士科學家組成的自然博物科普團隊。

琥珀中的蛇皮。(新華社)
琥珀中的蛇皮。(新華社)

邢立達指出,「曉蛇」最重要的價值有三點:一是首次在琥珀中發現的新生蛇,讓人們瞭解到古蛇的發育;二是它的骨骼類型很特別,是區別於以往所有蛇類的全新物種;三是這些標本表明古代蛇類曾在海洋邊緣的森林中生活,這意味著早期蛇類的生態多樣性超出以前的認知。

蛇是當今自然界最成功的食肉動物群之一,身影遍布全球。它與人類同行的歷史充滿了神秘、超自然的色彩,是藝術、宗教等各種想像和隱喻的靈感之源。但古生物學家目前依靠化石僅僅能拼湊起一幅「簡筆劃」:蛇的祖先最早可追溯到侏羅紀中期的安氏黎明蛇,到了晚白堊世早期(約1億至9500萬年),蛇類已有了全球性分布。

「作為一個古老的新生兒,它的結構保存了蛇骨骼個體發育的獨特細節,比如它椎骨中的骨刺,可能是為了保護貫穿到尾部的動脈,同時穩定軀幹。」邢立達指出,這個特徵可能伴隨著蛇類逐漸習得無肢行走的過程,「但這種特徵在現生蛇類已經不存在了」。

目前,南歐、非洲、北美、中東和南美發現的同時期蛇類化石,都是發育成熟的蛇類。因此,距今9900萬年的新生「曉蛇」填補了演化線索上的重要一環──其幼蛇的特徵在蛇類化石中可謂「史無前例」。

那麼,「曉蛇」究竟是哪種蛇的祖先呢?答案可能是:它是現代蛇類的祖先之一,是人們從白堊紀化石中所知道的一個古老蛇類──岡瓦納蛇類中一個前所未見的新物種。相比更早的侏羅紀時代,岡瓦納古蛇類可能是人們能夠確切追溯到的最早蛇類了,現代蛇(冠群)就是這條演化「枝丫」上的一支。

研究者之一、美國中西部大學蘭德爾.尼達姆教授說:「它的顱後骨骼與最原始的岡瓦納化石蛇類似,比如狡蛇、恐蛇、古裂口蛇,以及現代蛇(冠群)等,但並不屬於它們中的任何一種。」

他補充說:「我認為,緬甸曉蛇位於岡瓦納化石蛇的基幹類群和現代蛇(冠群)之間,這說明它們是現代蛇類的祖先之一。」

想一想,那些上古神話裏的巨蛇、巨蟒並非空穴來風。那些可以吞「象」、狂暴的大蛇血緣可以追溯到「恐龍時代」。但是,任誰看見這條小小的緬甸曉蛇,都很難想像蛇是如何一步步發展壯大到今天?

「如果標本完整,琥珀蛇的長度大約為9.5公分。」中方研究者之一、中國科學院動物所副研究員白明說,兩枚琥珀都富含昆蟲、昆蟲糞便和植物殘留物,它們提供了獨特的森林生態系統記錄──「曉蛇」生活在一個包含有淡水棲息地的、潮濕溫暖的熱帶雨林生態系統,其中部分森林應該瀕臨海岸線。

「從古地理角度,緬甸蛇類生存于南岡瓦納的島弧系統中,後成為勞亞大陸東緣的一部分。」加拿大阿爾比大學的邁克爾.考德威爾教授指出,這清楚地表明蛇類在至少1億年前就已經完成了在各緯度的分布。

有趣的是,此前人們認為陸生和水生環境中的蛇類習性是涇渭分明的。但「曉蛇」的發現表明,在陸生和水生環境中的蛇類多樣性出乎科學家的意料。邁克爾.考德威爾教授假設:「緬甸曉蛇可能從水生蛇類演化而來,後來遷徙到了外來地塊的島嶼陸生環境中。」

「緬甸曉蛇的發現對研究早期蛇類的全球分布性有重要研究價值。」他說。

這一研究成果是團隊合作的結晶,其成員包括邢立達、邁克爾.考德威爾、陳睿、白明,以及中國科學院動物研究所劉曄博士、蘭德爾.尼達姆、澳洲南澳洲博物館邁克.李教授、亞歷山大.帕爾奇博士、北京林業大學史宏亮博士、石探記科學團隊的王寬等學者。

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