近日,小編刷知乎的時候刷到一個高中生的腦洞,他在想《山海經》中的妖怪是不是古人對于骨骼化石的復原后編造的。無獨有偶,日本漫畫家村田雄介也曾畫過一系列“未來人類根據骨骼想象動物們的長相”的漫畫。
未來,“正經嚴肅臉”的抹香鯨或許被復原成了圓頭圓肚呆萌無雙的樣子。
未來,“圓滾敦實可愛臉”的河馬可能被復原成兇神惡煞的巨獸。
為什么科學家會根據滄龍骨骼把它畫成后者?
為什么霸王龍不可以長成下面這樣?(多可愛啊,好想摸爪爪,萌就是正義呀!)
敲黑板!!!事實上,科學家的古生物復原圖絕不只是依靠想象力的,他們運用了古生物研究中的非常重要的定律——器官相關律,即生物體是一個整體,各個組成部分的結構和相關機能是緊密聯系在一起的,一部分發生變化時,其他部分也會相應變化。
1.3億年前具有犁狀尾綜骨和奇特后肢羽毛的
多齒脛羽鳥
哺乳動物的骨骼、牙齒、蹄、角都能為我們提供它不同方面畫像的信息,包括食性、體型形態、棲息環境等。我們也能從完整的化石保存、古老的洞穴巖畫、生存環境、個體發育過程等情況判斷生物的體色。
我國東北平原的猛犸象-披毛犀動物群成員化石
猛犸象“柳巴”的冰凍尸體
古生物學家還能通過蛇化石中的磷酸鈣中保存的真皮色素細胞(黃色素團、虹膜色素團和黑色素團)與現存爬行動物色素細胞的數量和位置比較,得到其真正的顏色。
中新世彩頜蛇化石
復原的彩頜蛇體色
現在,就讓我們欣賞一下不同古生物化石的復原圖吧!
先從皺囊蟲看起,它代表了已知最古老、最原始的后口動物,或代表基礎動物與后口動物之間的珍惜過渡類群,它揭示了兩側對稱動物體型在寒武紀逐漸增大的演化規律,對在前寒武紀地層中探尋其他動物們類的史祖具有重要啟示。
皺囊蟲化石及復原圖
再來看一下五億年前的三葉蟲類化石中的一種——舟形球接子三葉蟲(Agnostus pisiformis),由于化石保存極為完好,科學家得以詳細地了解它們的解剖學特征。
真實的舟形球接子三葉蟲化石
舟形球接子三葉蟲復原模型
接下來是顯生宙海洋生態系統中最早的頂級捕食者,也是“寒武紀大爆發”最具代表性的明星動物之一:奇蝦(anomalocaridids)。奇蝦體長最大可達2米,是一類體型巨大、身體造型奇特的化石節肢動物,具有大而精細的復眼、特化的捕食前附肢、口錐和游泳槳狀肢,表現出對捕食行為的高度適應。
奇蝦化石
左:俠義奇蝦復原圖,右:赫德蝦類奇蝦復原圖
而在奧陶紀壓軸的主角是頭足綱的軟體動物,它們力克群雄登上了食物鏈的頂峰。巨大的房角石(Cameroceras)了,是這個星球上最早的超級巨獸,通過碎片推測房角石的極限體長應該在6米到9米左右。這群揮舞著觸手的裝甲海怪游曳在各個深度,輕松碾壓包括霸王等稱蟲和板足鱟在內的任何其它動物。
房角石化石
房角石復原圖
接下來請欣賞藝術家對于頭足綱中已經滅絕菊石亞綱的重建圖。
美國自然歷史博物館展出的古代菊石化石
藝術家對星菊石(Asteroceras)的重建
多種菊石(from Ernst Haeckel's, 1904, Kunstformen der Natur)
寒武紀出現,石炭紀滅絕的筆石是一類從共通莖管系統連續規則出芽的海生群體動物,多為浮游生活,部分固著于海底。筆石化石一般大小為幾厘米,通常保存于黑色頁巖中,在砂巖、灰巖中偶有保存。一代筆石巨擘穆恩之先生全面推動了我國筆石的系統性研究工作 ,并在國際筆石研究工作中奪得一席之地。
筆石化石
復原的筆石生殖過程(虛線為推測內容)
棘皮動物海百合始見于早寒武世,是一種古老的無脊椎動物。它們生長于海里,具多條腕,身體呈花狀,表面覆蓋有骨片,就像一朵朵長在海里的百合花,所以得到了“海百合”這樣一個富有詩意的名字。
海百合化石
海百合復原圖
近年來,古生物學家開始用新技術武裝自己,他們開始利用來自X射線斷層掃描技術(CT)的3D數據進行研究并且復原了生活于3.6億年前已滅絕的著名四足動物化石魚石螈(Ichthyostega)。魚石螈是已知最早的四足魚類,它們可能利用前腳來拖曳自己前行。魚石螈的軟體形態的重建為人們提供了早期祖先從水生向陸生過渡的新圖景。
魚石螈復原圖
(a, 前外側的視圖 b,背視圖c,側面圖 d,腹側視圖)
魚石螈復原圖
魚龍(ichthyosaur)是一類表面上看起來與鯊魚和海豚很像的海生爬行動物,它們長度可從不到1米變化到長達20米。它們直接在海洋中生育后代,可快速潛到很深的地方,它們擁有大眼珠及“熱血”習性。在恐龍時代,魚龍占據著海洋生態系統的主導地位,在許多生境中都有它們的蹤跡。
魚龍頭骨化石
魚龍顎骨化石
魚龍復原圖
霸王龍,即雷克斯暴龍(Tyrannosaurus Rex),屬暴龍科中體型最大的一種。它體長約11.5-14.7米,平均體重約9噸。存于距今約6850萬年到6500萬年的白堊紀最末期。由R-J Palmer領導的團隊根據解剖學特性繪制出了可能是最接近真實的霸王龍。“小短手”是有的,卻不是村田雄介腦洞大開的“肥啾麻雀”的形象。
霸王龍(R-J Palmer繪制)
霸王龍(R-J Palmer繪制)
超過200枚3D翼龍蛋、胚胎和骨骼三位一體保存的重要化石標本研究(16枚三維立體的胚胎化石,是世界上首次發現3D翼龍胚胎)使得哈密翼龍成為“所有翼龍中被了解最為透徹的一個類型”。突發性的湖泊風暴事件導致翼龍集群死亡并快速埋藏才得以保存的珍貴標本,揭示了哈密翼龍具有相對早熟的胚胎發育模式。
哈密翼龍生態復原圖(趙闖繪)
中生代除了恐龍種族繁盛外,裸子植物的數量和分布也達到了發育的頂峰。植物的繁衍和分化離不開昆蟲的傳粉。讓我們一起欣賞遠古時代傳粉昆蟲麗蛉蟲的復原圖。
琥珀中的麗蛉
中生代麗蛉生態復原圖
古生物復原依賴的不僅僅是想象力,還有雄厚的知識基礎和堅實的科技支持,古生物學家們和古生物復原繪圖師用他們的知識和才情讓我們領略到更加接近于真實的遠古時代里生命走過的歷程。
參考文獻
1中國科學院南京地質古生物研究所. http://www.nigpas.cas.cn/
2中國科學院古脊椎與古人類研究所. http://www.ivpp.cas.cn/
3 Pierce S.E., Clack J.A., Hutchinson J.R.. Three-dimensional limb joint mobility in the early tetrapod Ichthyostega. Nature, 2012, 486(7404):337-337.
4Mcnamara M.E., Orr P.J., Kearns S.L., et al. Reconstructing Carotenoid-Based and Structural Coloration in Fossil Skin. Current Biology, 2016, 26(8):1075-1082.
5 Eriksson M.E., Horn E. Agnostus pisiformis — A half a billion-year old pea-shaped enigma. Earth-Science Reviews, 2017, 173.
6 寧靜海的菊石君. 2017. 形形色色的古生物復原圖,是怎么畫出來的?果殼網:https://www.guokr.com/article/442195/
https://www.rj-palmer.com/
(地一眼編輯:楊為先)
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