看着一只鸟在起飞前用弯曲的腿跳来跳去,有点像把进化的时钟拨回,看着兽脚亚目恐龙。许多古生物学家认为,包括棘龙、霸王龙和迅猛龙在内的兽脚亚目恐龙进化成了我们今天在地球上看到的鸟类。这将使它们成为6600万年前唯一幸存下来的恐龙后代。
像鸟类一样,兽脚亚目恐龙也下蛋,科学家们开始通过研究shelly遗骸来填补进化的空白。4月3日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一项研究检查了一种叫兽脚亚目恐龙的蛋中留下的碳酸钙,发现这种恐龙在公共巢穴中产下4到6枚蛋。
是一种超过6英尺长的食肉恐龙,大约7500万年前生活在北美。它有一些像鸟的特征,特别是它的轻而中空的骨头,两条腿和完全发达的羽毛翅膀。然而,这种恐龙相对较大的体型使它无法飞行,但它可能跑得很快,用强壮的爪子捕捉猎物。
雌性产下的蛋在形状上更类似于现代鸟类产下的不对称蛋,而不是圆形的爬行动物蛋。它们的蛋和其他兽脚亚目蛋一样是蓝绿色的,它们被发现时半埋在地下。这项研究的国际科学家团队认为,母亲坐在他们身上沉思。
为了了解更多,研究小组检查了一些保存完好的蛋壳中留下的碳酸钙。他们使用了2019年开发的一种名为“双团块同位素测温法”的方法。
通过这项技术,他们可以测量碳酸盐矿物中较重的氧和碳同位素聚集在一起的程度。同位素结块与温度有关,这种结块的普遍存在帮助研究小组确定了碳酸盐岩结晶的温度。蛋壳可能是在107华氏度的温度下产生的,然后推断到86华氏度,这与现代鸟类的温度非常相似。
然后,研究小组将爬行动物蛋壳(短吻鳄、鳄鱼和多种海龟)的同位素组成与现代鸟类(鸡、麻雀、鹪鹩、鸸鹋、猕猴桃、食火鸡和鸵鸟)进行了比较,以确定它们是否更接近鸟类或爬行动物。揭示了两种不同的同位素模式。爬行动物蛋壳的同位素组成与周围环境的温度相匹配,因为它们是冷血动物,卵的形成速度很慢。鸟类在同位素组成中留下了可识别的非热特征,这是蛋壳快速形成的证据。
“我们认为,这种非常高的产量与鸟类不同于爬行动物,它们只有一个卵巢有关。研究作者、德国法兰克福歌德大学的地球化学家马蒂亚·塔利亚文托在一份声明中说:“由于鸟类一次只能产一个蛋,所以它们必须更快地产蛋。”
研究小组将这些结果与蛋壳残骸进行了比较,并没有检测到鸟类典型的同位素组成。根据塔利亚文托的说法,“这表明它的卵子形成方式更类似于现代爬行动物,这意味着它的生殖系统仍然由两个卵巢组成。”
作为最后一步,研究人员将他们的结果与现有的关于身体和蛋壳重量的知识结合起来,确定每个繁殖阶段只能产生4到6个卵子。他们发现这一观察结果特别值得注意,因为巢穴通常很大,最多有24个蛋,所以研究小组认为这意味着它们在公共巢穴中产卵。这种集体产卵的行为在现代鸵鸟身上也能看到。
“最初,我们开发了双团块同位素方法来精确重建过去地质时代的地球表面温度,”研究合著者、地球化学家、新测温方法的开发者延斯·菲比格(Jens Fiebig)在一份声明中说。“这项研究表明,我们的方法不仅限于温度重建,它还为研究碳酸盐生物矿化在整个地球历史上的演变提供了机会。”