恐龙到底吃什么?无论对于科学家还是对公众,这个问题都充满吸引力。
阿尔瓦雷斯龙类是兽脚类恐龙中一个特殊而神秘的类群,其演化过程中前肢发生显著退化,有些种类甚至仅保留一枚“大拇指”,被认为与挖掘蚁穴等蚁食性行为有关。然而,直接化石证据的缺乏导致这一假说处于争论之中。
近日,betway必威西汉姆联官方网站王烁研究员团队通过分析产自内蒙古西部的乌拉特半爪龙(Bannykus wulatensis)消化道内容物,首次发现其明确的肉食性证据,为重新审视阿尔瓦雷斯龙类前肢演化与食性之间的关系提供了新的研究视角。相关成果以“Direct evidence of carnivory in the early-diverging Alvarezsaurian Bannykus”为题在国际期刊《The Innovation Geoscience》上发表。
The Innovation Geoscience发表我院科研团队研究成果
图1 阿尔瓦斯龙类食性研究导图
阿尔瓦雷斯龙类(Alvarezsaurians) 是兽脚类恐龙中的一个特殊而神秘的类群。早期的阿尔瓦雷斯龙种类,拥有较长的四肢和灵活、能抓握的手掌,整体结构与典型的肉食性兽脚类相似。然而,在它们的演化后期,前肢却出现了极端退化的现象。我国内蒙古地区发现的单指临河爪龙(Linhenykus monodactylus)更是将前肢的退化做到了极致:它的手只保留了一根粗短的“大拇指”(图2)——单根手指显然丧失了抓握功能;这令人费解的手指究竟有什么用途?科学界一直争论不休。由于从未在任何阿尔瓦雷斯龙的腹腔中发现过食物残留的证据,一种被广泛讨论的假说认为:晚期的阿尔瓦雷斯龙可能演化成了蚁食性动物,用那唯一可能还能活动的“大拇指”挖掘蚁穴。不过,这唯一的“大拇指”虽然坚固有力,但长度极短。倘若真靠这一指挖掘蚁穴,可能不得不将身体紧贴地面,“趴”在蚁穴上才能实现。这种进食姿势效率低下,也引发了学界对“蚁食说”的质疑。如果晚期的阿尔瓦雷斯龙真是蚁食动物,那么在它们的手指退化过程中,食性是否发生过转变?要回答这个问题,需要从那些手指正在退化的过渡类群中寻找答案。
图2 阿尔瓦雷斯龙类的系统发育关系及体型和前肢指骨的减少趋势
2009年,一具小型阿尔瓦雷斯龙骨架在中国内蒙古西部的戈壁滩中被发现,被正式命名为乌拉特半爪龙(Bannykus wulatensis)。它的前肢结构正处于从多指向单指退化的“过渡阶段”,也处在阿尔瓦雷斯龙类演化的中间位置。
在清理过的化石骨骼中,研究人员在腹部区域发现了一个颜色淡黄的团块,与包围化石的浅绿色围岩形成鲜明对比。研究团队高度怀疑这可能是乌拉特半爪龙的腹腔内容物。经过能谱分析(EDS)与电子探针(EMP)测试,发现其中富含钙和磷元素,而磷元素在围岩中几乎不存在。自然界中,大部分磷来源于生物组织;而钙的来源更为复杂,可能来自围岩、乌拉特半爪龙自身的骨骼,或是它所摄取的食物。为了厘清成分来源,研究团队使用扫描电镜对富钙富磷区域进行观察,发现其中存在明显的磷酸钙矿化的软组织结构,以及被机械破碎过的骨骼碎片,提示这个团块并不属于乌拉特半爪龙骨骼本身,更像是其进食后未完全消化的食物残渣。最后拉曼光谱(RS)分析显示,这些矿化残留的光谱特征与已知的骨骼和牙齿化石高度一致,排除了其源自围岩的可能性。由于白蚁等昆虫的外骨骼主要由几丁质构成,钙磷含量极低,该证据表明乌拉特半爪龙的“最后一餐”更可能是一种小型脊椎动物。乌拉特半爪龙退化的前肢与肉食性共存,表明阿尔瓦雷斯龙类手指演化与食性之间并不存在明显的关系。
经多项研究分析,乌拉特半爪龙被证实为肉食性恐龙,且具备强大的化学消化能力,能高效溶解食物中的骨性成分。这种独特的消化策略,可能在一定程度上弥补了其轻巧头骨与细小牙齿在咬合、撕裂上的不足,保留其捕食小型脊椎动物的能力。关键在于,目前尚无任何直接证据表明阿尔瓦雷斯龙类利用前肢进行捕食。可见,这项研究揭示了在阿尔瓦雷斯龙类的演化过程中,食性与手指形态演化之间或许并不存在直接关联。
betway必威西汉姆联官方网站王烁研究员与中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星院士为该论文通讯作者,共同领导此次研究。betway必威西汉姆联官方网站博士生丁诺,化学与分子工程学院郑婷婷教授、硕士生于文淼,美国国家自然历史博物馆马慧芯,以及南非金山大学教授Jonah Choiniere一起参与研究工作。
附:
论文链接:https://www.the-innovation.org/article/doi/10.59717/j.xinn-geo.2025.100143