化石

古昆蟲(chóng)與裸子植物間的特異性擬態(tài)關(guān)系

美翼蛉與同時(shí)代植物復(fù)原圖（美翼蛉與植物的葉片極為相似）

丹氏美翼蛉（化石標(biāo)本，四翅展開(kāi)，翅上具有羽葉狀翅斑）

地球是生命的舞臺(tái)，在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，動(dòng)植物為了生存和繁衍形成了自己獨(dú)特的本領(lǐng)。擬態(tài)是動(dòng)物經(jīng)常采取的偽裝手段，通過(guò)模擬另一種生物或環(huán)境中的其他物體從將自己融入周?chē)沫h(huán)境之中，逃避天敵的侵犯。最近，研究者通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古道虎溝地區(qū)中侏羅世地層中發(fā)現(xiàn)的具有羽狀翅斑的脈翅目昆蟲(chóng)進(jìn)行研究，揭示了昆蟲(chóng)進(jìn)化史上曾經(jīng)出現(xiàn)的一段精彩故事。通過(guò)分析，研究者認(rèn)為該類(lèi)昆蟲(chóng)的翅較為狹長(zhǎng)，翅中脈顏色加深，形似羽狀復(fù)葉的葉軸，中脈兩側(cè)均勻分布有葉狀翅斑，形似羽狀復(fù)葉上的小葉片。該類(lèi)昆蟲(chóng)的翅斑與同時(shí)代生活的裸子植物的葉片極為相似，從而推斷該類(lèi)昆蟲(chóng)可能生活在與之相似的植物上或者以該類(lèi)植物為食。此外，該類(lèi)昆蟲(chóng)可能存在一種特殊的“行為適應(yīng)性”，它們的翅展開(kāi)時(shí)，整個(gè)停留在植物上的蟲(chóng)體形似一片隨風(fēng)擺動(dòng)的葉片，以更好地逃避恐龍、鳥(niǎo)類(lèi)以及哺乳動(dòng)物等各類(lèi)天敵的捕食。這一發(fā)現(xiàn)將昆蟲(chóng)葉狀擬態(tài)的歷史向前推進(jìn)了1.2億年，同時(shí)證明了在中生代時(shí)期，昆蟲(chóng)與裸子植物間已經(jīng)出現(xiàn)了特異性的協(xié)同進(jìn)化關(guān)系。（PNAS 2010，107：16212-16215）

菊科植物起源之謎

菊科植物是被子植物中成員最多的家族，包括常見(jiàn)的菊花、萵苣和洋薊等，其成員在除了南極之外的所有大陸都有發(fā)現(xiàn)。該科植物最早是在什么地方起源，而又是如何擴(kuò)散到其他地方的一直是個(gè)謎。其主要原因是有關(guān)化石相對(duì)較少，并且大多數(shù)的已知化石只是花粉顆粒。最近，研究者在阿根廷南部，巴塔哥尼亞的始新世地層中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)保存良好的花朵化石，該化石顯示了數(shù)個(gè)菊科植物的特點(diǎn)，其中包括被稱(chēng)作葉狀苞的圍繞花朵的葉狀結(jié)構(gòu)以及在花中的一組被稱(chēng)作冠毛的纖細(xì)的毛發(fā)樣突起。該化石距今大約有4750萬(wàn)年之久。研究者提出，菊科植物的祖先可能大約在5千萬(wàn)年前起源于岡瓦納超大陸南部，然后才散布到南美洲、非洲、印度、澳大利亞和亞洲。（Science 2010，329：1621）

羅馬尼亞的奇特恐龍

生活在島嶼上的動(dòng)物，由于受到空間和資源的制約，往往進(jìn)化的身材矮小，并極具地方特色，這就是所謂的島嶼效應(yīng)。晚白堊世羅馬尼亞及歐洲其他地方的脊椎動(dòng)物組合，生動(dòng)地描述了島嶼動(dòng)物群的特征，在化石記錄中存在很多矮小的食草恐龍和其他地方性種類(lèi)。然而，生活在這些古島嶼上的捕食者的化石卻異常罕見(jiàn)而破碎。最近，研究者又在這里發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的獸腳亞目馳龍類(lèi)恐龍，這種恐龍生活于0.8億年前，是歐洲中晚白堊世發(fā)現(xiàn)的最完整的肉食性恐龍。這種恐龍被命名為矮壯龍（Balaur bondoc），羅馬尼亞語(yǔ)的意思是“強(qiáng)壯結(jié)實(shí)的恐龍”。矮壯龍?bào)w型奇特，最突出的是前肢和后肢的末端高度融合，附著粗大大腿肌肉的盆骨非常后傾，還長(zhǎng)著一對(duì)夸張的大爪子。與生活在島嶼上的食草恐龍不同，與矮壯龍親緣關(guān)系最近的是當(dāng)時(shí)同樣大小的勞亞大陸種類(lèi)，顯示直到白堊紀(jì)亞洲和歐洲的島嶼之間都存在動(dòng)物群的聯(lián)系。矮壯龍的發(fā)現(xiàn)展示了歐洲晚白堊世島嶼恐龍的異常特征，但還顯示了這些島嶼上生活的捕食者不一定很小，地理分布上也不一定是地方性的。（PNAS 2010，107：15357-15361）

最古老的海綿化石

動(dòng)物起源于何時(shí)，最早的動(dòng)物化石可以追溯到什么時(shí)代？為了揭開(kāi)這些謎段，研究早期生命的科學(xué)家一直都在不停的孜孜追求著。早在1998年，臺(tái)灣國(guó)立清華大學(xué)的李家維教授在貴州甕安磷礦中發(fā)現(xiàn)了海綿骨針化石，把動(dòng)物的起源推前到了5.8億年前。而在去年科學(xué)家在遠(yuǎn)古沉積物中發(fā)現(xiàn)的分子更把海綿出現(xiàn)的時(shí)間往前推至6.35億年前，不過(guò)當(dāng)時(shí)并未直接觀(guān)察到海綿的化石。美國(guó)普林斯頓大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家亞當(dāng)·馬魯夫（Adam Maloof）和研究生在澳大利亞南部山區(qū)馬里諾冰期前的地層中發(fā)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)特別的疊層石。疊層石是一種藉由微生物的生長(zhǎng)與新陳代謝作用，所形成的生物沉積構(gòu)造，其中往往含有藍(lán)藻、硫細(xì)菌、鐵錳細(xì)菌、絲狀藻以及真菌等的生物。亞當(dāng)·馬魯夫在這些疊層石灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了輕微鈣化的化石，它們呈砧形、環(huán)形、叉形和鉆孔形。這些毫米到厘米級(jí)的鈣化化石，比已知最早同等大小的鈣化化石早9000萬(wàn)年。由于它們無(wú)法與周?chē)姆浇馐|(zhì)分離開(kāi)來(lái)或用傳統(tǒng)的X射線(xiàn)斷層掃描技術(shù)成像，因此研究者通過(guò)連續(xù)磨片，掃描每一個(gè)解析厚度為50.8微米的樣品，追蹤單個(gè)化石的橫切面。然后用這些照片構(gòu)建出化石的三維模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一些橢圓形構(gòu)造。那些化石約為1厘米大小，里面有1毫米的小通道，現(xiàn)生生物中與此構(gòu)造最接近的是海綿。這些海綿可能生活在由細(xì)菌組成的堅(jiān)硬的疊層礁石上，從水里過(guò)濾有機(jī)物吃。這比之前發(fā)現(xiàn)最古老的動(dòng)物，5.55億年前的金伯拉蟲(chóng)（Kimberella）還要早了8千萬(wàn)年，說(shuō)明動(dòng)物早在全球冰期之前就產(chǎn)生了，并且渡過(guò)了冰河期。（Nature Geoscience 2010，3：653—659）

這些保存完好的胚胎大約20厘米長(zhǎng)，而且局部一些細(xì)節(jié)非常清晰。

最古老的恐龍胚胎化石

作為爬行動(dòng)物的一支，恐龍毫無(wú)疑問(wèn)是卵生的。雖然世界各地已經(jīng)出土了大量恐龍蛋化石，但真正發(fā)現(xiàn)含有胚胎的恐龍蛋化石卻十分稀少而珍貴。最近，多倫多大學(xué)的古生物學(xué)家羅伯特·雷斯（Robert Reisz）和同事在對(duì)產(chǎn)自南非的恐龍蛋化石進(jìn)行研究的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了大約1.9億年前的恐龍胚胎化石，這是世界上已發(fā)現(xiàn)的最古老的陸生脊椎動(dòng)物胚胎。據(jù)研究，這些恐龍胚胎化石形成于大約1.9億年之前的侏羅紀(jì)早期，屬于巨椎龍。巨椎龍是一種原蜥腳類(lèi)恐龍，這類(lèi)恐龍后來(lái)進(jìn)化出大型的、長(zhǎng)脖子、四足行走的蜥腳類(lèi)，最著名的有雷龍和梁龍。這些胚胎保存完好，大約20厘米長(zhǎng)，局部一些細(xì)節(jié)非常清晰，研究人員可以更深入地了解巨椎龍幼年期的形態(tài)。這些巨椎龍胚胎看起來(lái)與成年腕龍很相像，擁有一個(gè)特大號(hào)頭和四條支撐腿，而成年巨椎龍是兩腿行走的。這一發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步了解恐龍?jiān)缙诘倪M(jìn)化歷史開(kāi)啟了一扇窗戶(hù)。[Journal of Vertebrate Paleontology 2010，30(6)]

這些恐龍胚胎化石形成于大約1.9億年之前的侏羅紀(jì)早期。

新證據(jù)表明霸王龍也會(huì)同類(lèi)相食

在艱苦的歲月中，生命無(wú)所不用其極，即使是高尚如人類(lèi)的生物，也曾經(jīng)有過(guò)一段人吃人的經(jīng)歷。其實(shí)這樣的場(chǎng)景在生命的歷史中比比皆是，這不，在6500萬(wàn)年前漫步于北美洲西部的霸王龍，在一場(chǎng)戰(zhàn)斗中殺死了自己的同類(lèi)，也會(huì)享用眼前的這頓美餐。美國(guó)紐黑文耶魯大學(xué)的朗里奇（Nicholas R.Longrich）等發(fā)文稱(chēng)，他們?cè)诜治隽藖?lái)自幾個(gè)化石采集點(diǎn)的許多霸王龍骨骼化石后發(fā)現(xiàn)，其中的三具下肢骨骼與一具上肢骨骼上存在著傷痕，而這些傷痕是典型的霸王龍的牙印。仔細(xì)分析后顯示，這些傷痕似乎來(lái)自于啃食，而非咬傷，這意味著它們可能是一只霸王龍以另一只霸王龍為食的結(jié)果。這一結(jié)果第一次提供了證據(jù)，表明霸王龍也是一個(gè)同類(lèi)相食的動(dòng)物。[PLOS ONE 5(10):e13419.doi: 10.1371/journal.pone.0013419]

霸王龍可能是一種同類(lèi)相食的動(dòng)物。

頭骨中隱藏的加勒比地區(qū)已滅絕的靈長(zhǎng)動(dòng)物的故事

生活在加勒比地區(qū)島嶼上的哺乳動(dòng)物非?？蓱z。在過(guò)去的1.2萬(wàn)年里，它們經(jīng)歷了地球上最高速度的滅絕。目前，研究者在伊斯帕尼奧拉島一個(gè)水下洞穴中發(fā)現(xiàn)的一種靈長(zhǎng)動(dòng)物頭骨，表明這里曾經(jīng)生活著一個(gè)原始而奇特的動(dòng)物群，我們失去了一個(gè)類(lèi)似于馬達(dá)加斯加島的動(dòng)物天堂。在伊斯帕尼奧拉島新發(fā)現(xiàn)的這一靈長(zhǎng)動(dòng)物頭骨保存完整，被命名為伊斯帕尼奧拉猴（Antillothrix bernensis）。這個(gè)頭骨的年代僅有幾千年，還不能稱(chēng)為化石。顱骨的后部與現(xiàn)代所有的猴子都不相同。相反，與它們最相似的是一種1600萬(wàn)年前生活在現(xiàn)代阿根廷地區(qū)的猴子。他的發(fā)現(xiàn)為我們提供一窺南美遠(yuǎn)古猴類(lèi)動(dòng)物群的窗口。

Antillothrix bernensis的頭骨是一非常重要的發(fā)現(xiàn)。過(guò)去人們一直認(rèn)為有一種很可能是現(xiàn)代絹毛猴祖先的猴子，偶然到達(dá)了加勒比地區(qū)，演化出了這一地區(qū)所有的猴子。新發(fā)現(xiàn)的頭骨的形態(tài)并不支持這種觀(guān)點(diǎn)，因此有可能曾經(jīng)有幾種猴子跨越海洋從南美到達(dá)了加勒比地區(qū)。地質(zhì)學(xué)證據(jù)表明，在大約3300萬(wàn)到3500萬(wàn)年前加勒比地區(qū)和南美大陸之間曾有一個(gè)稱(chēng)為伽蘭迪亞（Gaarlandia）的狹窄陸橋，古老的靈長(zhǎng)動(dòng)物可以通過(guò)陸路來(lái)到這里。如果真的如此，猴子到達(dá)加勒比地區(qū)的時(shí)間是1000萬(wàn)年前，比已發(fā)現(xiàn)的最古老的化石還要早。（Proc.R. Soc.B.,2011，278：67-74）