琥珀中发现恐龙,一个被忽视的重要细节……

作者: 黎刚

来源: 科学大院

发布日期: 2016-12-19

古生物学家在琥珀中发现恐龙尾骨化石,通过同步辐射装置进行高密度灵敏度的3D无损成像研究,揭示了化石内部的3D形态特征,确认了这是非鸟虚骨龙类恐龙的一段尾骨,这是人类有史以来发现的第一块埋藏在琥珀中的恐龙标本。

12月9日,一则古生物学家在琥珀中发现恐龙的消息在科学圈里疯传,被保存在琥珀中的是一段非鸟虚骨龙类恐龙的尾骨,这是人类有史以来发现的第一块埋藏在琥珀中的恐龙标本,关注度不言而喻。这项重要发现发表在12月8日的生物学著名刊物《当代生物学》上,截止12月16日,该文章的Altmetric指数已经达到3864,在该指数统计的2016年全球发表的270万篇科技文章中排名第6位。

然而,在关注这项发现本身的同时,你有没有想过,发现的琥珀中,恐龙尾骨化石被厚实的毛覆盖着,科学家们是如何看到骨骼,进而确定化石的主人是一只恐龙,而不是鸟呢?这就不得不提到科学研究用到的同步辐射装置。和这次发现恐龙的琥珀一起被研究的共有两块化石,都来自缅甸克钦邦胡康河谷,其历史约9900万年,属于白垩纪中期的诺曼森阶。

这两块化石都埋藏在琥珀内部且覆盖着厚实的毛,可见光成像是无法直接看到化石中的骨骼部分的,而普通X光机微CT的成像基于吸收衬度,密度灵敏度低,所获图像的衬度也不够高,能分辨出来的细节太少。

于是,在本次研究中,科学家们利用的是同步辐射硬X射线相位衬度断层成像方法,对琥珀化石进行了多尺度分辨高密度灵敏度的3D无损成像研究。在对琥珀的研究过程中,研究团队先后用到了北京同步辐射装置和上海同步辐射装置,分别在2015年夏天和秋天在的SRX-PC-CT装置无损获取了该化石多尺度分辨的高质量投影图像。

此后,经过对投影图像的断层重建、数据的自动和手动分割、分段拼接和3D重构,得到了被毛和琥珀包围着的化石的高清3D图像,揭示出化石内部的3D形态特征。基于SRX-PC-CT重建的骨骼三维形态图,研究团队首先确认其中一块标本的确是鸟类,属于典型的早熟性反鸟类幼鸟,该工作2016年6月28日发表在Nature出版集团的著名刊物NATURE COMMUNICATIONS上。

在系统分析另外一块标本骨骼部分SRX-PC-CT三维图像时,研究团队发现,该化石明显区别于典型的古鸟类,骨骼形态与典型的非鸟虚骨龙类恐龙类似,是非鸟虚骨龙类恐龙的一段尾骨,包括至少9段尾椎。至此,人类有史以来发现的第一块埋藏在琥珀中的恐龙标本,在两大同步辐射装置的帮助下,就这样被准确鉴定出来了。

除了用到同步辐射装置的多尺度分辨的高质量投影图像外,研究团队还利用BSRF的X射线荧光成像方法获得了尾椎化石出露断面的微量元素分布图,并发现其中铁、锰、钛、锗等元素的分布与化石的形态高度吻合,蕴含着丰富的埋藏学信息。

可以说,在这次发现中,来自中科院的两台同步辐射装置起到了非常重要的作用,并且有理由相信,随着近几年我国同步辐射装置的进步,在国内的同步辐射装置上可以做出的世界水平的科学发现将会越来越多。

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