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我馆李志广博士获“第一届地球与行星科学科普作品大赛”二等奖

2024-07-10来源:博物馆

近日,由中国矿物岩石地球化学学会主办的“第一届地球与行星科学科普作品大赛”完成了各项评选工作。本次大赛以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,征集高质量的、原创的和地球与行星科学相关的科普文章、摄影作品、科普视频、科普绘画等四类作品,向公众传播科学知识、弘扬科学家精神,让更多社会公众认识和热爱地球与行星科学。

参加本次大赛的科普文章类作品共有164篇。经过初核、专家评议等流程,从中评出一等奖1个,二等奖5个,三等奖10个,优秀奖41个。我馆员工李志广博士的科普文章《奇妙的恐龙蛋》在众多作品中脱颖而出,荣获二等奖。

附:李志广博士参赛作品

奇妙的恐龙蛋

一、百年前的“琼斯博士

2023年,经典电影《夺宝奇兵》推出了第五部——《命运转盘》。影片里的主角印第安纳·琼斯博士,在即将退休的年龄再度踏上冒险之旅。但很多人不知道的是,琼斯博士的原型是一名古生物学家:美国的罗伊·查普曼·安德鲁斯(1884-1960)。而就在电影上映的整整一百年前,这位科学家曾吸引全世界的目光。

1922年,安德鲁斯组织了一支中亚考察团,在中国政府的支持下,多次赴蒙古戈壁进行科学考察。1923年的一天,他们在二连浩特西北200多公里的沙布克乌苏地区,发现了一窝保存较完好的蛋化石,共9枚,更重要的是旁边还有一只恐龙的骨骼化石。虽然以前人们也曾发现过零星的恐龙蛋,但是直到安德鲁斯的这次发现,人类才能够将蛋化石和恐龙联系在一起,才能确定恐龙为卵生动物。安德鲁斯一夜之间成为科学界的新闻人物,他在恐龙研究历史上留下了浓墨重彩的一笔。

安德鲁斯发现的恐龙蛋化石

其实,安德鲁斯此行的初衷是为了寻找古人类化石,因为此前一些美国古生物学家曾提出,中亚地区可能是人类和早期哺乳动物的发祥地。但是现在人们提到他,更多地是因为他发现了这批恐龙蛋。这真可谓是无心插柳柳成荫。

二、神奇恐龙蛋在哪里

在安德鲁斯的传奇经历之后,越来越多的恐龙蛋化石在世界各地发现,而中国是世界上发现恐龙蛋化石最多的国家。

在中国境内,盛产恐龙蛋化石的地区有河南西峡、湖北郧县、浙江天台、山东莱阳、江西赣州、广东南雄、广东河源等。其中,尤以河南省西峡县发现的恐龙蛋化石最为丰富。

西峡盆地位于秦岭东段南侧,横贯河南、陕西两省,东西长约100km,南北长约5-10km,面积约750km2。盆地内沉积了一套厚约4000m的晚白垩世地层,自下而上被分为高沟组、马家村组、寺沟组。从地层位置上讲,恐龙蛋化石保存在马家村组中;从地理区域上讲,西峡县的阳城乡一带是恐龙蛋化石最密集的区域。

需要说明的是,由于骨骼和蛋保存为化石所需的环境并不一致,恐龙骨骼化石的产地和恐龙蛋化石的产地也不太重合。如西峡地区是世界罕见的恐龙蛋宝库,但发现的恐龙骨架却相对较少;再如四川自贡以丰富的恐龙骨骼化石著称,恐龙蛋却难得一见。

下面,我们就主要以河北地质大学博物馆馆藏的、采自河南西峡地区的恐龙蛋化石为例,带领大家认识各种类型的恐龙蛋。

三、形形色色的恐龙蛋

恐龙蛋的形状千差万别,简单地说可分为长形和圆形两大类。来自河北的朋友们都知道,驴肉火烧也分为长形和圆形,代表了不同地域的美食:前者来自河间,后者来自保定。与之类似,不同形状的恐龙蛋也代表了不同的恐龙种类。一般来说,长形的恐龙蛋都是食肉恐龙的蛋;而圆形的恐龙蛋孵化出的都将是素食主义者。这是人们根据长期的经验总结出来的。

而在最初,人们尚不清楚这一规律,也造成了一些“冤假错案”。当年安德鲁斯发现的世界第一窝恐龙蛋为长形,却被误认为属于植食性的原角龙。而产下这些蛋的恐龙妈妈,一只保存在蛋附近的肉食性恐龙,则被认为是试图偷吃原角龙蛋,并被命名为窃蛋龙。随着研究的深入,人们才洗脱窃蛋龙的不白之冤。

所谓的圆形蛋和长形蛋,虽然很直观,但毕竟是比较粗略的划分。在学术研究中,古生物学家对恐龙蛋的划分更加精细。他们将恐龙蛋分为多个不同的科,包括圆形蛋科、长形蛋科、蜂窝蛋科、网格蛋科、树枝蛋科等。

这些科的划分,并不仅仅根据恐龙蛋的外形,还要参考蛋壳的显微结构等特征。如“树枝蛋科”,并不是说蛋的形状像树枝,而是指在显微镜下观察蛋壳横截面会发现很多树枝状的结构。

在科这个分类级别以下,恐龙蛋又被进一步划分为不同的属、种。中学生物课本告诉我们,生物的完整学名是由“属名+种名”构成。如“石嘴湾副圆形蛋”(Parasperoolithus shizuiwanensis这个名称,其中“副圆形蛋”(Parasperoolithus为属名,“石嘴湾”(shizuiwanensis为种名。

根据此前研究者的统计,在西峡发现的恐龙蛋有7科、10属、21种。

石嘴湾副圆形蛋(河北地质大学博物馆藏品)

西峡巨型长形蛋(河北地质大学博物馆藏品)

除了形态和显微结构的区别之外,不同恐龙蛋的排列方式也不尽相同。有的单独出现;有的聚集成堆;有的排成一个圆圈;有的甚至叠成多层圆圈。大多数恐龙蛋是长轴平行于岩层,但是也有一些恐龙蛋长轴与岩层层面垂直,呈“万笏朝天”状。

恐龙蛋的各种排列方式,其实反映了不同恐龙的行为特征。如加拿大研究者Kohei Tanaka就认为,各种恐龙具有不同的“布蛋行为”。体型较小的恐龙会按照花瓣形状摆放自己的蛋,每颗蛋都紧密相邻;较大的恐龙会在开阔地把蛋摆成一个更大的圆圈,成年恐龙坐在中间,全身大部分的体重压在地面上,避免蛋承受过大的重量。

有时候,人们还会发现一窝恐龙蛋没有组成一个完整的圆圈,而是留有一个缺口,也许是恐龙母亲为了避免踩到自己的蛋而给自己留出的一条通道呢。

聚集成堆的恐龙蛋(河北地质大学博物馆藏品)

排成一圈的恐龙蛋(河北地质大学博物馆藏品)

有一些恐龙蛋,在排列方式上还有一个显著的特点:总是成对出现,所以人们每次发现的这类恐龙蛋的数量往往是偶数——两个,四个,六个。。。。。。这又是为什么呢?

两枚保存在一起的恐龙蛋(河北地质大学博物馆藏品)

四枚保存在一起的恐龙蛋(河北地质大学博物馆藏品)

六枚保存在一起的恐龙蛋(河北地质大学博物馆藏品)

古生物学家在我国江西赣州地区发现的一具恐龙化石给了我们答案。这是一只躯体保存较好的雌性窃蛋龙类的化石,除了脊椎和四肢以外,人们还发现它体内还有两枚尚未产出的蛋,一左一右。古生物学家们据此得出,一些窃蛋龙类的恐龙,具有左右对称的两个产道,因此在它们产卵时,总是同时产两枚。这就造成了它们的恐龙蛋数量大多为偶数。这只雌性恐龙是不幸的,它在即将产卵时遭遇了某种不测而死亡,并保存为化石。但正是它的不幸经历,帮助人们解开了一项科学之谜。

体内含有双卵的窃蛋龙模型(摄于重庆自然博物馆)

很多人还会好奇:恐龙蛋之中的恐龙宝宝是什么样子的?事实上,只有当蛋化石中的恐龙胚胎达到发育阶段的晚期,骨骼才会成形。这样的化石相对较少,但是在盛产恐龙蛋的河南西峡、江西赣州等地也时有发现。例如,就在不久前的2022年,一块来自江西赣州的含胚胎恐龙蛋化石被报道,引发了强烈关注。在这块9厘米长的恐龙蛋中,胚胎占据了大约40%的容积。根据骨骼形态,科学家判断这是一只鸭嘴龙类的宝宝,还给它起了个昵称:“英贝贝”。“英贝贝”是迄今为止最完整的鸭嘴龙类胚胎,可以帮助我们回答很多关于恐龙繁殖、发育的问题。

“英贝贝”化石及其复原图

其实,关于恐龙蛋,有趣的知识还有很多,感兴趣的朋友可以到博物馆实地参观,和这些亿万年前的神奇化石近距离接触;而萦绕在恐龙蛋周围的谜团也还有很多,等待着人们去研究、去解答。


作者简介

李志广,河北地质大学博物馆科普部负责人,北京大学古生物学博士,《2024中国诗词大会》线上百人团选手。