近日,國際學術期刊Peer J線上發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所汪筱林團隊關於新疆準噶爾盆地早白堊世烏爾禾翼龍動物群中翼龍足迹化石發現和研究的最新進展。新發現的翼龍足迹化石最為豐富,經鑒定歸入翼龍足迹科翼龍足迹屬,並建立了一新種——烏爾禾翼龍足迹(Pteraichnus wuerhoensisisp.nov.),而且首次對造迹者做出了可靠的推斷。
截止到目前為止,在全世界13個國家已經發現77個翼龍足迹地點,共報導了3科5屬15個有效種的翼龍足迹化石,其中翼龍足迹屬的分佈範圍最為廣泛。翼龍足迹屬是1957年Stokes根據美國亞利桑那州上侏羅統地層中的翼龍足迹化石而建立的,主要特徵為四足行走,前足呈不對稱三指型,指行式,Ⅰ指到Ⅲ指長度逐漸新增;後足呈近似長三角形,跖行式,具四趾,II趾和Ⅲ趾略長於Ⅰ趾和Ⅳ趾;在同側前後足組合中,後足足迹在前,前足足迹在側後方。中國的翼龍足迹最早在2004年發現於甘肅永靖下白堊統地層中的鹽鍋峽翼龍足迹,隨後在浙江、山東、四川、新疆、重慶、廣東也發現翼龍足迹化石,但總的來說翼龍足迹的數量和保存都相對較差,除了新疆烏爾禾地區外,另外6個省一共報導了79個翼龍足迹化石,而本次研究的翼龍足迹化石就有114個之多。中國現時發現的翼龍足迹化石都歸入翼龍足迹屬,除了浙江和廣東的翼龍足迹化石的時代為晚白堊世外,其餘的都為早白堊世。
新疆準噶爾盆地古脊椎動物化石的發現和研究始於上世紀60年代。1964年楊鐘健研究命名了發現於克拉瑪依烏爾禾地區下白堊統吐穀魯群的魏氏準噶爾翼龍,這是我國第一具較完整的翼龍化石骨架。同年,楊鐘健帶領中科院古脊椎所新疆古生物考察隊,在烏爾禾地區發現了大量翼龍及其他脊椎動物如龜鱉類、鱷類、蛇頸龍類和多種恐龍化石,並將這一脊椎動物化石群稱之為烏爾禾翼龍動物群。
2006年以來,汪筱林領導的中科院古脊椎所科考隊,對新疆天山南北的吐哈盆地和準噶爾盆地等中生代古生物和地層進行了十多年的連續考察,在準噶爾盆地西北緣的烏爾禾及相鄰地區,發現了豐富的翼龍、恐龍等骨骼化石及多個層位保存的大量的翼龍、恐龍、鳥類和龜鱉類足迹組成的足迹化石群,極大的豐富了動物群的化石類型和組成。此次重點對烏爾禾地區保存的一件個體較小的翼龍足迹化石進行了詳細的形態學研究,還對造迹者以及可能的行為習性進行了分析。
發現大量翼龍足迹,命名翼龍足迹屬一新種:烏爾禾翼龍足迹
翼龍足迹化石保存在長約125 cm寬約25 cm面積約0.3平方米的灰綠色細粒砂岩表面,共114個足迹,包括57個前足足迹和57個後足足迹。足迹化石分佈相對雜亂,為了盡可能找到行迹,研究者對所有足迹前進方向進行了統計,並發現了一些可能的行迹,即相同方向和相當大小的足迹。
烏爾禾翼龍足迹(新種)化石照片及線條圖(IVPP V 26281.2)(研究團隊供圖)
烏爾禾翼龍足迹(新種)可能的行迹(研究團隊供圖)
紅色代表三個方向可能行迹:A 0°-20°前進方向的足迹;B 20°-40°前進方向的足迹;C 260°-280°前進方向的足迹
翼龍足迹化石為四足行走足迹,無尾迹。前足三指型,强烈不對稱,尺寸較小,平均長約3.40 cm,寬約1.59 cm,長寬比約2.14,第Ⅰ指最短(約1.31 cm),通常指向側方或側後方,第II指中等長度(約1.90 cm),指向側後方,月牙形狀的第Ⅲ指最長(約3.15 cm),指向後方,II指和Ⅲ指的指間夾角是Ⅰ指和II指指間夾角(33.5°)的1.74倍。後足跖行式,近似三角形,具四趾,尺寸較小(長約4.02 cm,長寬比2.75),第Ⅰ趾最短,其餘三趾近似相等(Ⅰ-Ⅳ趾長度1.66-2.16-2.06-1.97 cm),跖部呈窄長型,近似和趾部相等,外側趾間夾角較小約14.6°。
烏爾禾翼龍足迹(新種)正型、副型和重疊足迹(研究團隊供圖)
A前足正型;B-C前足副型;D-E後足副型;F後足正型;G-H重疊足迹
從足迹的大小和形態學特徵分析,足迹化石區別於現有的喙嘴龍足迹科和阿加迪爾足迹科,而與翼龍足迹科翼龍足迹屬的特徵一致。通過對翼龍足迹屬現有的9個有效種進行對比分析,依據前足Ⅰ指和II指較小的指間夾角,後足的長寬比、四趾的相對長度(Ⅰ趾最短,其餘三趾近似相等)、近似相等的趾部和跖部印痕而與現有的翼龍足迹屬的成員相區別,囙此建立一新種。烏爾禾翼龍足迹(新種)是現時中國第三個有效的翼龍足迹種。
所有翼龍足迹屬種和主要未定種線條圖(研究團隊供圖)
A-C喙嘴龍足迹科;D-F阿加迪爾足迹科;G-Z9翼龍足迹科;Z10烏爾禾翼龍足迹新種
所有翼龍足迹科成員和烏爾禾翼龍足迹新種D、Me柱狀圖(研究團隊供圖)
誰留下的?首次準確推斷翼龍足迹的造迹者
從烏爾禾翼龍足迹後足選取瞭解剖學的特徵(四趾的相對長度、趾部(D)和跖部印痕(Me)長度),並首次與當地發現的翼龍實體化石進行了對比。烏爾禾地區現時發現2種大小和形態不一的翼龍足迹:尺寸較小的為這次研究的烏爾禾翼龍足迹(新種),尺寸較大的也屬於翼龍足迹屬的成員,表明這兩類足迹是由兩種體型不同的翼龍所留。現時烏爾禾翼龍動物群的翼龍骨骼化石也只有兩種,分別為體型較小的複齒湖翼龍和體型較大的魏氏準噶爾翼龍,其中複齒湖翼龍保存了完好的後足骨骼化石。據此我們從體型較小的複齒湖翼龍後足選取了四趾的長度,趾部和跖部的長度並與尺寸較小的烏爾禾翼龍足迹後足足迹參數進行擬合分析,兩者在四趾長度、趾部和跖部長度上具有一致性。這說明烏爾禾翼龍足迹的造迹者極有可能是複齒湖翼龍所留,推測其成年個體的翼展約為2 m。
烏爾禾翼龍足迹(新種)與湖翼龍後足骨骼對比圖(研究團隊供圖)
A.D和Me特徵散點圖與擬合曲線,紅色點代表後足足迹的D和Me值投點,藍色點為湖翼龍後足骨骼化石D和Me投點,紅色方塊代表He et al.(2013)報導的大型尺寸翼龍後足D和Me投點;B.湖翼龍後足骨骼化石照片、線條圖及足迹
發現最為豐富的翼龍足迹:群居生活的直接證據
對烏爾禾翼龍足迹造迹者可能的行為特徵進行了分析,從足迹岩石上同時保存前足和後足來看,造迹者無疑是四足行走的。除此之外114個足迹化石保存在約0.3平方米的岩石層面,密度高達365個/m2,而且足迹化石大小不一(前足印痕大小1.9-5.15 cm,後足印痕大小2.68-5.71 cm),這意味著烏爾禾翼龍足迹是由不同年齡段的湖翼龍留下來的,代表有不同年齡層次的湖翼龍在烏爾禾地區的湖岸邊生活,而這種高密度性通常作為群居的證據。
此外,我們對翼龍足迹的前進方向進行了統計,發現主要集中在兩個相反的主方向上,這反映這些足迹化石可能是造迹者來來回回往返在這個區域留下來的。
烏爾禾翼龍足迹(新種)前進方向柱狀圖和玫瑰圖
紅色和藍色代表兩個主方向(0°-80°和180°-280°)
生態復原圖(趙闖繪)
本文作者有第一作者博士研究生李陽、通訊作者汪筱林研究員和蔣順興副研究員。
本研究得到國家自然科學基金、中科院戰畧先導科技專項(B類)及中科院青年創新促進會等項目的支持。
原文連結:https://peerj.com/articles/11361/
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