恐龙时代存在的时间,超过一亿年,远比人类生活在地球上的时间长上许多。在漫长的岁月里,恐龙以及其他地球生物在这里生活繁衍,留下了许多不可磨灭的痕迹。世界之最古老的恐龙胚胎
年无意间在百战天龙活动到云南禄丰恐龙营捡到的一块石头,竟然引起了如此的风波,先是透过微型电脑断层扫描,得知是很早期恐龙胚胎,后经两度同位素定年,得到 1.95 亿年的数字,证实为世界最古老的恐龙胚胎,比南非的大椎龙 (Massospondylus) 还早了 500 万年; 上半年找到了这些恐龙胚胎出土的层位,展开三年的深入探讨,终于建立了恐龙胚胎学;这些小小的恐龙胚胎,正是世界最古老的恐龙胚胎。
世界之最古老的陆相脊椎动物胚胎
恐龙是中生代最具有代表性的陆相(活在陆地上面)脊椎动物,但是,那个时代,在陆地上生活的,除了恐龙之外,还有其它的脊椎动物,如三列齿兽和早期哺乳动物,也都是陆相脊椎动物,所以,我这个无意间的发现,除了是世界最古老的恐龙胚胎之外,同时也是所知世界最古老陆相脊椎动物胚胎,一个发现,同时占有两项记录,捡一送一,卯到啦!按:我并没有说是最古老的脊椎动物胚胎,因为如鱼类,也是脊椎动物,但它们是海相的,所以陆相这两个字不可漏失。
世界之最古老的恐龙胚胎骨床/孵育场
在 年 3 月我再度探访该地,除了恐龙胚胎骨头和找到其层位之外,同时也在那个地方捡拾到成龙的爪子和肋骨终端,导致我认为此处是恐龙孵育场;不会飞的恐龙 (Non Avian Dinosaur) 和会飞的恐龙 (Avian Dinosaur,亦即鸟类) 有共同的特性,到了繁殖期间,大家会回到相同的地点交配、下蛋、孵蛋、育幼,因此,我同时找到恐龙胚胎骨头和成龙骨头,不得不让我有此孵育场 (Hatching Ground)的推论;不过,从我们所做的埋藏学来说,这个地点,出土了至少三个不同孵化期的胚胎骨头,应该是来自三窝,而且有很小水流稍微移动胚胎骨头的迹象,所以称为胚胎骨床 (Bonebed),也说得过去;到底这边快两亿年前的真相如何,还有待我们把那个小山包打开,才能见真章。
目前的推论和判断是:这个恐龙孵育场,邻近水边,可能是湖边或河边,中生代只有干季和雨季两个季节,在某次雨季,让水位升高,氾滥出岸淹没了这个孵育地区,靠水边恐龙孵育场内正在孵化中的恐龙蛋胚胎,都被淹死肌肉腐烂蛋壳破碎,淹没的水有些流动,造成某些较大骨头排列成相同的方向(骨床特征),可是水的移动很缓慢力道很小,所以像直径不到一毫米 (mm) 的肋骨,还都保存下来,如果水流力量稍大一些,只有较大骨头,如股骨、肱骨、脊椎骨等才可能会被保存下来,纤细的骨头,如肋骨、上下颌骨等,会被冲刷破坏掉不会被保存下来,而我们两种证据都有,既有相同方向排列的大骨头样本,也找到好些小肋骨、带着尚未长出来牙齿的上颌骨,所以先做如此存疑的推论。
至于,到底这是单次,或是多次的淹水现象,从我们现有的证据来说,还无法完全定论;我们手头上有的材料,有廿多根胚胎大腿骨,明显地可区分为三个不同孵化阶段,从小(孵化早期)到中到大(孵化晚期),它们应该是来自三个不同的窝,这一点可以肯定;可是,到底是不是同一次事件呢?在没有更大规模深入探讨之前,这就说不准了;目前我们只开挖了估计总共有 1,000 平方米中的 1 平方米面积而已,谁知道还有什么惊喜等着我们?
有一种可能,说这是同一毁灭事件,有些禄丰龙爸爸妈妈迫不及待先来到此处做它们喜欢做的事,有些来得晚一点,还有一些吊车尾,姗姗来迟,好不容易找到配对的对象,所以在此孵育场总共有三批,有些恐龙蛋比较早开始孵化,有些晚了一些,导致三种不同孵化阶段的大腿骨化石。
可是还有另外一种可能,此处前后总共最多有三次的淹水灭绝事件:在此情境中,得假设这些恐龙爸爸妈妈,大家都一起行动,成群性致高昂 (horny) 的成龙,来到此地同时上演活春宫,下了蛋也孵化到某个阶段,没预料到水涨掩埋毁了这次努力的结晶(造成了某孵化阶段的化石);俗语说,不孝有三,无后为大,辛苦做爱的结晶被老天爷毁了没了,只好等水退陆面干了之后,继续回到此地努力,不能绝后啊!如此的反覆,总共三次;当然,这种情况,并不一定是在相同的季节,有可能是一年两年后、也可能是几十年或几百年后重来的;恐龙孵育行为,已经证实有地点忠实性 (Site Fidelity),也就说,它们会回到相同的地点来做这件事情,其它动物,如鲑鱼和某些鸟类,也有类似的行为,它们会回到出生地点完成它们传宗接代的生命任务。
世界之最古老的陆相脊椎动物胚胎骨床/孵育场
前面说过,恐龙也只是陆相脊椎动物之一,所以我们推论的世界最古老胚胎骨床/孵育场,也得把这一记录算进去,在还没有发现其它非恐龙陆相脊椎动物胚胎骨床/孵育场证据之前,这是完全是合情合理合法的灌水自我荣耀。
世界之最古老恐龙蛋壳
从上述的唠叨描述可能的埋藏学(Taphonomy,又戏称为死相学),大致可以知道,楚雄州禄丰大洼恐龙山这个胚胎点的禄丰龙蛋和胚胎,有受到相对于其它出土完整还保存在蛋壳里面的胚胎,稍微比较大的外力(水流)影响,因此,希望能找到还保存完整蛋壳与胚胎的机会,实在不大;到如今,除了赖兹院士研究的南非大椎龙胚胎恐龙蛋之外,全世界上还没有找到其它大约相同时期(早侏罗纪)的恐龙蛋,也就是说,早侏罗纪恐龙蛋长得什么样子,真的没人知道,特别是禄丰大洼这个恐龙胚胎点,都是一堆冲散的孤魂野鬼死骨头,期望能找到此处的恐龙蛋壳,希望渺茫;不过,人生有时候也很有趣,就如我 年 1 月无意间捡起了一块烂石头,揭开了这个世界最古老的恐龙胚胎大戏;在我们研究过程中,赖兹院士寄了一些我们采集到的样本给德国波昂大学的孔恩 (Koen) 博士,要他做脊椎骨的组织学切片,寄给他的样本中,有一块很不起眼的围岩团块,孔恩也不知吃错了什么药无什么聊,竟然把这块样本也切开了,放在偏光显微镜下去看,怪怪,竟然看到类似于恐龙蛋壳的东西,几经反覆查证,终于确定这真的是此胚胎点这些孵化中恐龙蛋壳。证明这些小骨头是恐龙胚胎骨头,又得到一个绝对强而有力的证据,孔恩,你干得好啊!
世界之最古老孵化中恐龙胚胎在蛋内运动证据
怀孕中的妈妈都会经历到胎儿在肚子里面、其实是无时得静,会动来动去,这是为人(父)母者体会新生命的奥秘惊喜;从生理学来说,胎儿的运动,攸关他/她的骨头和肌肉成长,胎儿浮在羊水里面,比较不受地心引力的影响,肌肉的发展拉扯运动,也因而会影响到骨头的发育,造成骨头两边厚度的不对称性,这种情况,到了小贝比出生之后开始爬走,受到地心引力作用,终而变成(如大腿骨)骨头(横切面)两边厚度对称性;鸟类和其它哺乳类胚胎,也都可观察到这种现象。
可是,恐龙胚胎,特别是如此早期的恐龙胚胎,是否也有相同的证据呢?证明恐龙在孵化阶段的胚胎骨头发育,受到肌肉成长的拉扯运动,导致(大腿骨横切面)骨头发育的不对称性?从我们研究不同阶段的禄丰龙胚胎,我们找到了世界最古老孵化中恐龙胚胎在蛋内运动的证据!
世界之最古老的有机残留物
在我们研究中,最令我们老中次团队兴奋,也是所发表论文两行题目中独占一整行的(第一行:Embryology of Early Jurassic dinosaur from China 中国早侏罗纪恐龙胚胎学,第二行:with evidence of preserved organic remains 带着保存的有机残留物证据) ,就是我们从这些将近两亿年的胚胎骨头中,发现了有机残留物,这是我们台湾团队很值得 ㄏㄧㄠˇㄅㄞ˙ 的特点;当初,我知道我这个无意间的发现是如此重量级之后,立即考虑到一个很现实的问题,赖兹院士与他所组成的国际团队成员,都是国际上响当当的古生物恐龙学者,我自己学化学的,根本是门外汉,台湾也找不到能搬上檯面的古生物学者,我们凭什么和人家一起玩下去?在整个计画中,完全没有我们说话的余地,想要插嘴都没有机会,那怎么办?后来我想到了一个方向,可以让台湾团队从不同领域好好发挥一下,这就是我提出看进骨头里面的思维,玩传统的古生物学,我们连幼稚园都没入门,甭想了,可是,若从看见骨头里面来下手,正是我们可以打开一片天地的机会,台湾有各领域的专家学者一大堆,只要能说服他们放弃隔行如隔山的自我设限观念,我们台湾学者专家可以玩出名堂来!在诸多领域,我们有不输人洋人的人才群,也有些世界先进的科研设备,一点也不怕,也不会输给其它人家;看骨头外面的部份,我们有国际团队,一点儿也不输别人,所以台湾团队从这个角度来切入,把恐龙胚胎骨头里面的成份组织等研究显示出来,正好与看到骨头外面的传统古生物学,相辅相成,两者相益得彰,也扩展了古生物学的视野范畴;其它想竞争的国际竞争团队,肯定没法做到这个地步,我们已经把古生物学扩展提升到另一个超高的水准,别人只能忘洋兴叹。
果真皇天不负苦心人,在十年 (-) 寒窗之后,我们团队这几年来努力在这些快两亿年的恐龙胚胎骨头内,透过国家同步辐射研究中心 BL-14A 光束站的傅立叶转换红外线光谱 (Fourier Transformation Infrared Spectroscopy) 分析,特别感谢该工作站主任李耀昌博士的协助,我们找到了保存残留有机物的证据,也写入我们论文标题的第二行;这一点,除了证实我几十年来切割化石闻到特殊味道的怀疑之外,也证实了,只要用对的方法、有足够灵敏度的科研仪器设备,很多非常古老的化石,都可以找到有机残留物。
如此一来,虽然回答了我个人几十年的困惑问题,可是也立即引发更多几个问题,如:一般的认知,化石都是古代的生物转换成为(无机)的石头了,怎么有可能还保存着有机残留物?接着,这些被保存的有机残留物,到底是什么?原本生物体内的有机物,到底裂解了多少?有没有可能找到这些古生物的 DNA(〈侏罗记公园〉科幻电影)?这些复杂有机化合物之间,有什么交互的作用;?最后,一个最重要的问题,也是可能属于抽地毯(最根本)式的问题:从古代生物到变成化石的过程与机制如何?或说,这些有机物是如何被保存下来的?
能够回答因我们找到世界最古老有机残留物而引发以上这些相关问题,除了可修改过去石化过程的含煳认知之外,还可能大幅改写人们对于古生物的认知--这又是一个属于原子弹级的大好科研课题。
世界之最先创的恐龙胚胎学
先看一下上面这两张图片,这是赖兹院士在 年研究发表的南非大椎龙胚胎,非常完整漂亮,不是吗?没错,多少古生物学者,穷一辈子之力,不就是渴望能有机会发现和研究如此罕见又珍贵的样本吗?人生的福气啦!
可是,再仔细看一看,好好想一想,福气 (Blessing)与诅咒 (Curse),有时是一体两面同时存在着;我说这话,绝对没有对赖兹院士的任何丁点不敬,而是理智地来分析讨论;试想,一、如此完整漂亮的样本,有谁会让你我取下任何一根骨头来切割研磨深入研究?恐怕连用手碰一下都不允许,给你看外表、或甚至只看照片,已经是很大的恩惠了,不可能有机会让研究人员想干什么就干什么,不是吗?二、这么漂亮的恐龙胚胎化石,是不是只是在整个恐龙蛋孵化过程中被凝结的某短暂剎那?此胚胎在漫长孵育过程中的此剎那之前和在此之后,完全没有,它仅有这个短暂片段时刻的纪录,没有连续的资料,这也就是说,如此的样本,同时是福气也是诅咒。
相对来说,我在禄丰所发现、比大椎龙稍微早了 500 万年的禄丰龙胚胎,除了我最早在 年初找到的那个样本之外,其余的都是松散开 (Disarticulated) 的孤魂野鬼零星骨头,完全没有整体胚胎的型态保存下来,从胚胎完整性的角度来说,这是个诅咒,无法和人家在完整度方面来做任何比较;然而,也因为它们是零散的骨头,我们却因祸得福,把诅咒变成了福气;怎么说?
就是因为我们找到了很多鬆散开的胚胎骨头,我们可以进行对骨头的切割研磨,做各种具有破坏性的实验,而让我们能好好地看进骨头内;就以上述的有机残留物来说,如果没有把那根大腿骨切割研磨到大约 150µm 的厚度薄片,大约一张影印纸厚度,根本无法进行红外线扫描,我们也就无法说这些胚胎骨头化石内还保存着大约二亿年前的有机残留物了:这不是因祸得福吗?完整的大椎龙胚胎,有可能如此让你我做吗?不可能啦!
再者,从我们的初期田野考察所采集到的样本,有超过 20 根大腿骨,其中 14 根是右腿,也就是说,至少有 14 个个体;这些大腿骨粗略以大小来分,大致上有三种不同的大小,代表着三个不同的孵化阶段,很有可能来自三个不同的窝;相对于完整大椎龙胚胎化石的死亡剎那,我们有整个孵化期间更多的材料,让我们探讨胚胎孵化比较完整的发育过程;在我们发表的论文中,右边这张图里面的那条直线,是整篇文章中最美丽的线条。
总之,借由以上所说的这一大堆,我们团队在赖兹院士睿智的领导之下,把原本是诅咒(祸)的发现,很漂亮地转换成福气,我们因祸得福,才能在全球首创恐龙胚胎学,这是别人没法做到的,更该好好珍惜,并且在各方的协力之下,特加发扬光大,更上层楼。
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