探秘天山哈密翼龍

在新疆哈密市東約100公里處，有一塊占地7000多平方公里的雅丹地貌生態(tài)公園。在這里，“沉睡”著數(shù)以千萬計的翼龍化石，因此被考古學家們形象地稱為“翼龍公園”。這片世界上面積最大、最集中的翼龍化石分布區(qū)，是天山哈密翼龍曾經(jīng)繁衍生息的樂土。天山哈密翼龍與恐龍同時代存在，比鳥類早7000萬年飛向天空，執(zhí)掌空中霸權長達1.6億年。這種爬行動物，為何能飛翔？它們最終又是如何神秘消失的？

執(zhí)掌空中霸權1.6億年

2014年，美國《現(xiàn)代生物學》雜志報道了來自新疆哈密戈壁發(fā)現(xiàn)的化石標本：包括約40個同一屬種的雌、雄翼龍，以及它們的5枚翼龍蛋化石。這是世界上首次報道的三維立體保存的翼龍蛋化石。所謂三維立體保存，就是指翼龍蛋化石未被壓扁，呈立體形狀。

這次發(fā)現(xiàn)的翼龍蛋為近兩端對稱的長橢圓形，蛋殼具有雙層結(jié)構，外層是一層薄的鈣質(zhì)硬殼，內(nèi)層為軟質(zhì)殼膜，厚度是硬殼的三倍之多。其發(fā)現(xiàn)者中科院古脊椎所考古學家汪筱林說，這一蛋殼結(jié)構將填補翼龍繁殖行為和生態(tài)習性研究上的若干空白。

汪筱林還將這種新翼龍命名為“天山哈密翼龍”，以紀念化石發(fā)現(xiàn)地及天山于2013年入選世界文化遺產(chǎn)名錄。

天山哈密翼龍屬于大型翼龍類，其成年個體的翼展可達3.5米。科研人員這次罕見地發(fā)現(xiàn)了大量不同發(fā)育階段的幼年和成年雌雄個體，還有保存完整的頭骨和下頜，令他們對翼龍的個體發(fā)育特征有了全新的認識。

在恐龍統(tǒng)治地球的中生代，有一類動物始終占據(jù)著天空，自由翱翔于藍天白云之間。它們大如飛機，小如麻雀，時而棲息倒掛在樹梢上閉目養(yǎng)神，時而快速掠過湖面捕食魚蝦，濺起一串串潔白的水花。它們成群結(jié)隊地在空中翩翩起舞，追逐嬉戲，俯瞰著大地上的萬物生靈。這就是翼龍，比鳥類早7000萬年飛向天空的“空中霸主”。

“雖然也叫龍，但是翼龍跟恐龍并不是同類，它們只是擁有同樣的祖先，屬于近親。當恐龍占據(jù)著陸地時，翼龍卻控制著天空。”汪筱林介紹說，翼龍起源于約2.2億年前的晚三疊世，絕滅于6500萬年前的白堊紀末期。它們曾執(zhí)掌空中霸權1.6億年！

實際上，翼龍究竟是一種怎樣的動物，這個問題曾困擾科學家很多年。早在1784年，意大利古生物學家科利尼在德國發(fā)現(xiàn)第一塊翼龍化石時，甚至不能確定它屬于哪一類動物。有人認為它生活在海洋中，也有人認為它是鳥和蝙蝠的過渡類型。直到1801年，法國著名的比較解剖學家居維葉才鑒定它為翼手龍，歸于爬行動物。

自從翼龍化石被發(fā)現(xiàn)后，人類就對這類非常奇特的最早飛向天空的動物充滿了好奇，一直在苦苦探求它的秘密。

翼龍有兩大類，早期的喙嘴龍類比較原始，主要生活在侏羅紀，有一條很長的尾巴;晚期的翼手龍類主要生活在白堊紀，尾巴很短甚至消失。

翼龍之所以被稱為“空中霸主”，是因為其可以飛翔且體形龐大，在已發(fā)現(xiàn)的翼龍化石中，最大的翼龍兩翼張開后翼展達10多米，相當于一架戰(zhàn)斗機的大小。這么大的身形，想要飛起來著實不容易。翼龍作為一種爬行動物，為什么會飛呢？這一直是科學家研究的熱點。

翼龍沒有羽毛，它的奇特之處就在它的雙翼上。科學家推測，翼龍最初是從一種爬行動物進化而來的。起初它就像鱷魚一樣爬行，后來經(jīng)過漫長的進化，它的第五指退化，第四指不斷加長變粗，達到其他手指的20倍長，前端的爪子也已經(jīng)退化，與前肢共同構成飛行翼的堅固前緣，支撐并連接著身體側(cè)面和后肢的膜，形成能夠飛行的像鳥類翅膀一樣的翼膜。翼膜是皮狀的，非常薄并且柔軟，翼膜內(nèi)沒有骨骼支撐，只有纖維分布，翼龍就是靠這樣的皮膜在天空中滑翔。

此外，翼龍為了適應飛翔需要，具有許多類似鳥類的骨骼特征，如頭骨多孔，骨骼非常纖細，中間是空的，骨片非常薄等等，這些都是為了減輕它們的重量，從而使體態(tài)輕盈。翼龍沒什么奔跑能力，無法靠助跑獲得升力。但是它有巨大的翼和強健的胸肌，就像巨大的風箏被人猛地一拉，翼龍只要展開巨大的翼，振翅一揮，即可飛離地面。

翼龍有遷徙的習性和長途飛行的能力，而且往往不受地理阻隔的影響，高山、海峽對它們都不是障礙，所以，它們堪稱“飛行能手”。

哈密戈壁，曾是翼龍的伊甸園

經(jīng)過十多年持續(xù)的野外科考，汪筱林團隊在新疆哈密戈壁發(fā)現(xiàn)了世界上面積最大、最富集的翼龍化石分布區(qū)。這是一塊占地7000多平方公里的雅丹地貌生態(tài)公園，位于哈密市東約100公里處。在這里， “沉睡”著數(shù)以千萬計的翼龍化石，因此被考古學家們形象地稱為“翼龍公園”。這里是天山哈密翼龍曾經(jīng)繁衍生息的樂土，堪稱“翼龍的伊甸園”。

距今l億多年前的白堊紀，哈密地區(qū)是一幅生機勃勃的景象。當時氣候濕潤，這里是一個大型湖泊，湖水澄澈，波光粼粼。煙波浩渺的水面上方，成千上萬只天山哈密翼龍伸展著翅膀自由馳騁。喜歡群居生活的它們數(shù)量龐大，大概每平方米就有一只翼龍。天山哈密翼龍飛翔起來遮天蔽日、蔚為壯觀。

有趣的是，翼龍的食性非常廣泛，有食水中魚蝦的，也有食空中昆蟲的，更有食植物果實的。大部分翼龍是食魚的，這與大部分翼龍生活在湖邊和海岸邊有關。在湖泊中，它們還時不時地掠過水面，捕食水里的魚。作為當時的空中霸主，天山哈密翼龍的生活是自在富足的。

湖泊岸邊的軟泥灘涂是天山哈密翼龍的繁衍之地，那里密集分布著許多巢穴。守護在巢邊的成年翼龍，保護著數(shù)枚軟軟的、革制的翼龍蛋。翼龍蛋具有由一層薄的鈣質(zhì)外層和一層厚的殼膜層構成的雙層結(jié)構，與現(xiàn)在的錦蛇蛋殼結(jié)構類似。

據(jù)專家介紹，天山哈密翼龍的一大特點在于雌、雄翼龍在頭頂頭飾大小、形狀和厚薄方面存在明顯差異。雄翼龍的頭骨脊較大，出現(xiàn)的位置比較靠前;而雌翼龍的頭骨脊較小，出現(xiàn)的位置也比較靠后。

現(xiàn)生生物，尤其是鳥類中，雌雄個體間存在明顯差異的實例也很多：雄孔雀有漂亮的長尾巴而雌孔雀沒有;雄鴛鴦有著油畫般質(zhì)地的花外衣，而雌鴛鴦則灰灰的，樸素得多。雌、雄天山哈密翼龍頭飾的不同大概也有類似的功用，擁有大而漂亮頭飾的雄翼龍也許更能贏得雌性個體的青睞，從而開啟哺育下一代翼龍的歷程。

哈密翼龍最明顯的個體發(fā)育差異表現(xiàn)在上、下頜的前部。即隨著個體年齡的增長，上、下頜前部逐漸出現(xiàn)明顯的側(cè)向膨大，這一發(fā)育特征在已知的翼龍類群中尚屬首次發(fā)現(xiàn)。 “對于翼龍嘴巴為何變大，我們認為這是因為它們成年后食量變大，需要通過更大的嘴巴來提高抓魚的準確性。”汪筱林分析。

2016年，中科院科考隊在哈密野外考察時發(fā)現(xiàn)一件巨大的化石標本：約6米長、4米寬、l米厚，重16噸，保存有200多塊翼龍骨骼，10多個翼龍頭骨，還有兩塊恐龍骨骼共生。發(fā)現(xiàn)這件化石時，最富集的一層已經(jīng)被風化破壞，所剩不多。如果完整保存下來，整塊巖石上至少有上千件翼龍骨骼。科考隊從戈壁深處將其運出，并對化石進行修復，將這件化石放置在哈密博物館的廣場上。這是世界上已知最大的翼龍化石聚集體標本，被命名為“翼之巢”。

2017年12月，汪筱林在美國《科學》雜志刊發(fā)了他的研究成果——一件令人震撼的化石標本被發(fā)現(xiàn)。這件標本由三塊可以互相連接的砂巖塊組成，出露面積約3.28平方米。已經(jīng)暴露的翼龍蛋化石就有215枚，同時還有10余個頭骨和下頜等翼龍骨骼化石。對這件化石的研究表明，其中至少16枚翼龍蛋含有三維立體的胚胎化石標本。此前全世界發(fā)現(xiàn)的翼龍化石總共只有11枚，而且多以壓扁的二維形式保存。英國古生物學家評論說： “這是翼龍研究200年來最令人激動的發(fā)現(xiàn)之——。”

汪筱林介紹說，為了適應飛行，翼龍的骨壁很薄，骨骼纖細中空，很難保存為化石。翼龍化石十分稀少，并且大多不完整，翼龍蛋與胚胎的化石則更為珍稀。哈密戈壁翼龍化石以其豐富的埋藏、翼龍蛋及胚胎獨特的三維立體保存形式，成為中國乃至世界上又一重要的翼龍化石寶庫。

因巨大風暴覆滅

雖然翼龍在地球上成功生活1.6億年，形成了龐大的翼龍家族，但是它們也隨時面臨著危險甚至滅頂之災。在中國遼西發(fā)現(xiàn)的許多翼龍化石，都明顯地表現(xiàn)出它們死亡前的痛苦掙扎，如郝氏翼龍，它的身體緊緊卷曲在一起，嘴里還咬著自己的翅膀，就是說它是在非常痛苦的狀態(tài)下死亡和被埋葬的。有關專家說，它們可能死于頻繁的火山爆發(fā)。

火山猛烈地噴發(fā)后，濃厚的火山灰和大量的有毒氣體，導致大量動物瞬間窒息而死，包括陸地上的恐龍、空中飛翔的翼龍和鳥，甚至它們的后代，那些即將破殼而出的小生命也不能幸免于難。很快，所有生物灰飛煙滅。大量不斷噴出的火山灰將死去的動物遺體迅速掩埋，保存了今天科學家們發(fā)現(xiàn)的精美化石，才讓人們了解到地球上曾經(jīng)出現(xiàn)的生命樂園。

那么，天山哈密翼龍家族，最終又是怎樣神秘消失的？據(jù)汪筱林推測，是突然來臨的風暴，打破了大湖泊昔日的平靜。能量巨大的風暴席卷天山哈密翼龍的巢穴，將翼龍蛋及不同大小、不同性別的翼龍帶入湖中岸邊，經(jīng)過短時間漂浮聚集后，與被撕裂分散的翼龍遺體一起被快速埋藏。在翼龍伊甸園，這種湖泊風暴事件可能經(jīng)歷過好幾次，最終形成同時含有豐富翼龍骨骼和蛋化石的幾個化石層。

他說： “這是一場集群死亡的毀滅性災難。突如其來的風暴下，所有翼龍連同它們產(chǎn)在岸邊沙灘軟泥中的蛋，一起卷入泥沙中被迅速埋藏。”

翼龍，靠加長的第4指支撐的翼膜飛向藍天的奇特生物，最終在白堊紀末期滅絕消失在歷史長河中。哈密地區(qū)曾經(jīng)的翼龍伊甸園，也在滄海桑田的地質(zhì)變遷中變幻成如今的茫茫戈壁。留在礫石間的精美化石，作為億萬年前生命的見證，令人感慨大自然的神奇，也留下了人們對翼龍伊甸園昔日盛況的遐想。