早期爬行动物独特的皮肤结构
体型较小的米拉龙其头冠由密集重叠的独立附属结构组成,每个附属物都具有羽毛状轮廓和狭窄的中脊。虽然真正的羽毛由许多被称为羽枝的精细分支结构组成,但没有证据表明米拉龙的附属物存在这种分支结构。因此研究团队认为,米拉龙这种复杂独特的皮肤附属结构在很大程度上是独立于鸟类演化而来的。
论文第一作者、斯图加特国立自然博物馆科学家Stephan Spiekman博士表示:"我们在如此古老的爬行动物类群中发现如此复杂的皮肤附属结构,这为它们的演化提供了新的视角。米拉龙比恐龙更古老,且与恐龙亲缘关系较远。发育生物学研究表明,羽毛等复杂皮肤附属结构生长的遗传基础可能起源于3亿多年前的石炭纪。米拉龙首次直接证明这类结构确实在爬行动物演化早期就已形成,且出现在与鸟类和已灭绝恐龙亲缘关系较远的类群中。"
恐龙与羽毛起源
这项研究标志着古生物学研究近30年趋势的转折点——该趋势始于20世纪90年代末中国带羽毛恐龙的发现。此前学界认为包括鸟类祖先恐龙在内的爬行动物都覆盖鳞片,只有真正的鸟类才拥有羽毛。因此恐龙常被描绘成行动迟缓、浑身鳞片的动物。随着研究表明许多恐龙比此前认为的更接近鸟类,这一形象开始改变。中国带羽毛非鸟恐龙的发现引发新研究浪潮,逐渐模糊了"冷血"有鳞爬行动物与"温血"有羽鸟类之间的界限。如今情况显然更为复杂。
斯图加特国立自然博物馆爬行动物专家、古生物部主任Rainer Schoch教授指出:"格氏米拉龙向我们展示了进化的惊人潜力——它既能反复产生完全独立却相似的构造,也能演化出形态迥异可辨的结构。在地球历史早期、远早于恐龙时代,米拉龙就发展出了羽毛的替代结构,这是我们未曾预料的发现,必将激发学术讨论与研究。"
拥有鸟类头骨与利爪的奇特树栖者
研究人员运用欧洲同步辐射光源(ESRF)的同步辐射成像等最新技术研究米拉龙,重建出其具有狭窄无齿吻部、大型前向眼窝和穹顶状头骨的鸟类形态头骨。其吻部可能用于从狭窄树洞中捕食昆虫。古生物学家已知米拉龙所属的镰龙类是三叠纪极为奇特的生物——它们具有抓握前肢(某些种类带有类似迅猛龙的巨型利爪)、桶状长躯干、可缠绕的长尾,以及类似猿猴的抓握型手掌,部分物种尾端甚至具有用于悬挂的钩状爪。
参与研究的美国华盛顿国家自然博物馆古生物学家Hans Sues教授表示:"镰龙类具有诸多生态适应性,科学界对其认知仅数十年。米拉龙栖息在二叠纪-三叠纪大灭绝后形成的早期森林中,其带有新型皮肤结构的背冠进一步丰富了这类爬行动物的独特适应性特征。"
黑素体与皮肤结构
米拉龙头冠上部分保存着褐色薄膜。分析证实其中存在黑素体——这种含有黑色素的微小细胞器存在于包括人类在内的大多数动物体内。研究将米拉龙黑素体形态与现存爬行动物皮肤、毛发及羽毛中的黑素体进行对比。论文合著者、爱尔兰科克大学化石黑素体研究专家Valentina Rossi博士指出:"现代动物的黑素体形态与其所在组织存在特定关联。米拉龙软组织中的黑素体形态更接近现存及化石羽毛中的黑素体,而与哺乳动物毛发和爬行动物皮肤中的存在差异。"
格劳沃格尔的"奇迹爬虫"
化石收藏家Louis Grauvogel于20世纪30年代开始在阿尔萨斯发掘中三叠世化石,其中包含米拉龙化石。经过多年积累,他建立了庞大收藏,该系列长期由Grauvogel家族保存。2019年这批藏品移交斯图加特国立自然博物馆,研究人员在后续制备过程中发现了米拉龙。化石现藏于该馆古生物收藏部。
格氏米拉龙发现始末
当地化石收藏家Louis Grauvogel于20世纪30年代末在法国阿尔萨斯开展发掘工作。其发现的化石可追溯至约2.47亿年前的中三叠世,主要包括植物、昆虫及其他无脊椎动物。当时Grauvogel并未意识到其中含有米拉龙遗骸。这批备受学界重视的藏品主要由家族保管,古植物学家、Grauvogel之女Léa Grauvogel-Stamm博士长期致力于藏品研究与维护。作为论文合著者参与的Grauvogel-Stamm博士于2019年与德国斯图加特国立自然博物馆达成协议,将全部藏品移交该馆。这些标本除供科研外,未来还将在展览中公开展出。研究人员在斯图加特整理Grauvogel藏品时,发现一具带有头冠的奇特小型爬行动物化石并展开深入研究。为纪念发现者,该生物被命名为格氏米拉龙(意为"Grauvogel的奇迹爬虫")。
跨学科古生物学家团队计划进一步考察格氏米拉龙化石产地,以揭示其皮肤衍生物保存完好的原因。未来研究还将聚焦米拉龙的生态学、生物学、生存环境及其与其他动物的相互作用。
本研究由德国研究基金会(DFG)和欧洲研究理事会(ERC) Consolidator Grant资助。斯图加特国立自然博物馆数年前在斯图加特自然博物馆之友协会、德国联邦州文化基金会和巴登-符腾堡州科学、研究与艺术部的财政支持下获得了Grauvogel藏品。
Story Source:
Materials provided byStaatliches Museum für Naturkunde Stuttgart.Note: Content may be edited for style and length.
Journal Reference:
Stephan N. F. Spiekman, Christian Foth, Valentina Rossi, Cristina Gascó Martín, Tiffany S. Slater, Orla G. Bath Enright, Kathleen N. Dollman, Giovanni Serafini, Dieter Seegis, Léa Grauvogel-Stamm, Maria E. McNamara, Hans-Dieter Sues, Rainer R. Schoch.Triassic diapsid shows early diversification of skin appendages in reptiles.Nature, 2025; 643 (8074): 1297 DOI:10.1038/s41586-025-09167-9
2025-08-16
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