寫在恐龍蛋上的“密碼” 10年揭開“面紗”一角

它是怎麼消失的？它去哪了？

北京西二環附近，中國古動物館的展廳中，小男孩拉著母親的手，聚精會神地凝望著櫥窗裏史前巨獸遺留下的巨大骨骼化石，忍不住好奇地發問。

孩子的追問觸及了一個“千古迷思”。

6600萬年前，曾經在地球上“稱霸”長達1.7億年之久的恐龍消失不見，留下了至今未解的疑案。多年來，全世界的科學家從來沒有停止尋找恐龍滅絕的原因。

是因為小行星撞擊嗎？是因為印度德幹火山大爆發嗎？許許多多的問號，許許多多的假説，而答案至今仍掩埋在厚厚的岩石之下，藏身於莽莽的群山之間，飄蕩在生命演化的歷史長河中。

去年，中國科學家在恐龍蛋和蛋殼化石上找到了新資訊：“恐龍多樣性在晚白堊世末期的降低，很可能是導致恐龍滅絕的重要誘因。”

這項研究成果在《美國國家科學院院刊》甫一發表，就引起世界的注目。

“全中國專門致力於恐龍蛋研究的學者不到10人，我們在以自己的努力，去探索億萬年前的生命演化史。”這項研究的主要完成人之一、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所副研究員王強將這項事業形容為“以小博大”的探索。

正是這些執著而清醒的探索者，勇敢地回望歷史，努力破解億年前的“密碼”，才讓孩子們的“千古之問”有了更清晰的迴響。

《美國國家科學院院刊》封面圖片，圖中為山陽盆地發現的一窩瑤屯巨形蛋。

寫在恐龍蛋上的“密碼”

“作為恐龍在地球上繁衍生息的主要載體，恐龍蛋上寫滿了‘密碼’，而我們的工作就是破解這些‘密碼’，讀懂億萬年前的資訊。”王強這樣比喻恐龍蛋化石的研究工作。

對於普通人來説，恐龍蛋化石研究，聽起來既新奇有趣，又“冷門”“小眾”，而王強對我國恐龍蛋研究的歷史如數家珍。他介紹，我國恐龍蛋化石發現與研究的歷史，要追溯到上世紀20年代。

1922年，美國自然歷史博物館組織的“中亞考察團”在內蒙古二連浩特進行考察、發掘，發現了恐龍蛋化石，這次發現使得恐龍蛋進入了大眾的視野。“但對於這批珍貴材料，美國的研究者僅于1925年進行了簡單切片，並未深入研究。”

實際上，早在1921年，侵華日軍修建南滿鐵路時，在位於遼寧昌圖的泉頭車站就發現了恐龍蛋化石。1929年，日本學者對這些發現進行了報道，但這些蛋當時被認為是龜鱉類的蛋。日本戰敗後，這批化石材料留在了遼寧大連，由大連自然博物館收藏。

“我國科研工作者開始自主發現，並真正介入恐龍蛋的研究，始於上個世紀50年代初。”王強説。1950年，當時的山東大學地質係在山東萊陽開展科考和教學實習，發現了恐龍骨骼和蛋化石。“這些化石，由剛剛從美國歸來的我國著名古脊椎動物學家周明鎮院士進行了第一次研究報道。”

研究引起了時任中科院古脊椎所所長、我國古脊椎動物學科奠基人楊鐘健的關注。楊鐘健第一時間來到當時山東大學的所在地青島，對這批材料進行了觀察。隨後於1951年，楊鐘健組隊奔赴萊陽展開了為期3個月的調查與發掘，採集到了很多珍貴的恐龍骨骼和恐龍蛋。

1954年，楊鐘健與周明鎮在《古生物學報》“創刊號”上，分別發表基於這批恐龍蛋材料的研究成果。“這是中國人自己採集、自己進行深入研究後，首次獲得的科研成果。到那時，我國恐龍蛋研究的序幕才真正揭開。”王強説。

1962年，中科院古脊椎所科研工作者在以廣東南雄盆地為代表的華南紅層分佈區發現了豐富的恐龍骨骼、恐龍蛋、哺乳類動物化石。1970年前後，古脊椎動物學家趙資奎基於我國所發現的恐龍蛋進行了更加深入的研究，並據此建立了目前國際上通用的恐龍蛋分類系統。

上個世紀80年代，“小行星撞擊”和“印度德幹高原大規模玄武岩噴發”等導致恐龍滅絕的假説，在世界範圍內引起了廣泛關注。國外的研究者普遍將恐龍滅絕的原因聚焦于環境的巨變上。

眾聲喧囂之中，中國的科研工作者則將探索的目光久久地停留在了恐龍本身。

趙資奎聯合國內外的學者從多學科交叉融合的角度，通過對上世紀80年代在南雄盆地發現的恐龍蛋的綜合對比研究，深入探討了恐龍滅絕與環境之間的關係，相關的研究成果于2000年前後陸續發佈，並引起廣泛關注。

一個具有開拓性意義的結論，向學界吹來“新風”：早在滅絕的20萬年至30萬年前，恐龍可能已經出現了多樣性上的銳減。

“整個過程可能經歷了十分漫長的時代，我們無法站在一個‘點’上去審視事件的全貌。”王強解釋：這也就是説，恐龍並非瞬間滅絕的，可能是由於白堊紀末期環境變化及微量元素污染等其他原因，導致恐龍無法正常生活、繁殖，而最終走向滅絕。

基於這些研究成果的啟發，為了獲取更多的證據支援，中科院古脊椎所恐龍蛋研究團隊多年以來，一直在全國不同的恐龍蛋産地尋找更加豐富的“證據”。

“恐龍蛋是一個比較特殊的化石類型。”談到為何將研究的目光聚焦在恐龍蛋上，王強解釋：一個物種在地球上求存，成功與否取決於繁殖後代的成功率。我們在野外採集到的恐龍蛋不僅可以反映恐龍的繁殖習性，同時因其在地層中的富集埋藏規律，也很好記錄了恐龍生存時期的古環境、古氣候和古地理資訊。

自上世紀80年代以來，中國地學前輩們在秦嶺東部地區已陸續發現晚白堊世的恐龍骨骼、恐龍蛋和古新世的哺乳動物，並初步建立起該地區白堊係－古近係的陸相地層框架，為開展恐龍等相關科學研究奠定了基礎。陜西山陽盆地也是中國為數不多的，非常適合全面系統開展恐龍滅絕事件研究的陸相盆地。

為了探索恐龍絕滅的謎團，2013年，王強頭一次帶領考察隊伍，踏上山陽盆地。

白堊紀末期山陽盆地生活的三種主要恐龍類型：竊蛋龍類、鴨嘴龍類和暴龍類。（生態復原圖趙闖繪）

“覆巢”之下搶救“完卵”

自2013年頭一次來到陜西山陽盆地科考，至去年9月底研究成果發表，這段路，王強帶領團隊走了整整10年。

10年間，研究團隊每年都要在野外待上小半年的時間。“野外考察發掘工作是最重要的，也是最有趣的。”王強説，研究數據的獲取完全依賴於化石標本的採集工作，“只有親自參與考察和發掘的過程，你才能真正了解眼前的標本承載的故事，包括它在地層中的原始狀態，它所附帶的地質資訊等。”

為了獲取更加全面的資訊，研究人員將山陽盆地所有化石“露頭”的地方都跑了個遍，最終選取了牛膀溝等4個代表性剖面進行標本的採集。在去年發表的研究成果中，研究團隊共使用了在山陽盆地採集到的1000多件晚白堊世原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標本，而這些年他們在這裡發掘、採集的蛋化石數量，要遠多於這個數字。

“完整的恐龍蛋標本較容易判斷，但散落在岩層中的碎蛋殼化石就非常麻煩。”王強解釋，分佈在陜西山陽盆地的這批化石材料的顏色與其他地區發現的、常見的黑色蛋殼不同，是較淺的米黃色。而該地區岩層本身的顏色偏紅，與化石顏色較為接近，不仔細看很難將化石與圍岩區分開來。“尤其是下過雨以後，不趴在地上判斷，真不好分辨出來。”

令王強記憶猶新的是一次搶救性“應急採集”的經歷。

2018年雨季，古脊椎所的研究團隊與陜西自然博物館合作，在當地開展考察工作。當地村民建房取土後挖掘暴露出了含有恐龍蛋的岩層，在考察過程中，團隊成員發現幾枚較完整的恐龍蛋就赫然暴露在陡峭的土崖之上！

一般情況下，按照科學規範的採集步驟，暴露出地面的化石需要由科研人員進行逐層的清理和標注。“如果沒有發生意外情況，按照當時的採集條件，我們應該用採集機械，利用支架把工作人員‘送上去’，打包好了再採回來。”

但是，當天正屬於沒法“按常理出牌”的意外局面。由於大雨剛過，化石周圍的岩層極為鬆軟，隨時可能發生垮塌。俗話説，“覆巢之下，焉有完卵”，一旦發生垮塌，完整的蛋化石就將被完全破壞掉，它攜帶的許多重要的地質和古生物資訊，也將隨之湮滅、不為人知。

時間緊迫，為了搶救已暴露在外的蛋化石，科研人員在沒有必要的採集設備的情況下，徒手從山崖側面爬上崖頂，利用繩索將工作人員頭朝下“倒懸”下來，把岌岌可危的恐龍蛋快速“救走”。

如今，這幾枚被及時“救下”的恐龍蛋標本，留在了陜西自然博物館。“它們的發現地點不在我們本次研究考察、發掘的主剖面上，因此，它的出現，擴大了恐龍蛋在山陽盆地上發現的分佈範圍。”王強解釋。

有時，野外考察和發掘工作中還會出現一些“偶然”，堪稱“意外之喜”。

2014年的採集過程中，王強一行人順著山坡一路上行，在一處陡峭的山脊上，大家決定坐下來短暫休整一下。一名科研人員“落座”時感覺被“小石子”硌了一下，伸手拈出了一塊小碎石，正要扔掉的時候，卻看到上面有一片小小的、刀片樣的化石碎片。

“這枚化石碎片與我們在山陽盆地常見的恐龍蛋不大一樣，它特別薄，初步判斷可能屬於棱柱形蛋。”王強和同事們立刻拿出毛刷等工具，繼續在周邊尋找，將這未知“真實身份”的蛋片標本採集回來。

後經實驗室切片鑒定，這幾枚小“蛋片”來自一種龜鱉類的蛋化石。“雖然它不屬於恐龍蛋，但它的出現豐富了山陽盆地古生物群的組成。未來，通過深入探究它與恐龍蛋的埋藏環境和層位上下的對比，還能‘揪’出恐龍生存環境、繁殖習慣等更多謎團的線索。”王強説。

當然，這樣的“意外之喜”，是基於大量的野外科考、基礎科研工作的積累。“在有分量的期刊上發表一篇文章固然開心，但在野外採集到一個令人驚喜的標本，有時候要比發表一篇文章還令人興奮！”

王強説，一點一點探索和獲取，抽絲剝繭、環環相扣地“解謎”，正是研究古生物的樂趣所在。

10年揭開“面紗”一角

北京時間2022年9月20日淩晨，這項由中科院古脊椎所、中科院地質與地球物理所、中國地質大學（武漢）等單位科研人員通力合作近10年共同完成的重要研究成果，以封面文章形式在國際知名學術期刊《美國國家科學院院刊》發表。

“10年時間，相較于恐龍曾在地球上存在的億萬年來説，實在太短暫了。而對於人類個體來説，10年又算得上是一個漫長的時期。”

王強説，能將心血凝聚在這短暫又漫長的10年裏，以新知推動人類破解恐龍滅絕的謎團往前邁進哪怕一小步，也是值得快慰的。

2021年，科研團隊完成了對採自陜西山陽盆地1000多件原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標本的古生物學研究。研究結果顯示：這千余件晚白堊世原位埋藏的恐龍蛋和蛋殼標本，恐龍蛋類型主要為瑤屯巨形蛋、長形長形蛋和坪嶺疊層蛋，其母體恐龍分別為竊蛋龍類和鴨嘴龍類，這與山陽盆地恐龍骨骼所代表的恐龍類型十分吻合，另外該盆地內還有少量的暴龍類和蜥腳類恐龍骨骼。恐龍蛋和恐龍骨骼表明，當時盆地內的恐龍多樣性處於一個相對較低的水準。

“探索解答恐龍滅絕之謎，重點是要依託恐龍在地球上生存的時空記錄。”王強説，此前由於陸相地層記錄的不完整性和區域差異，給研究的開展造成了對比上的困難。

為確定山陽盆地恐龍化石所在地層的地質年代，合作團隊在山陽盆地開展了詳細的生物地層學、磁性地層學和旋回地層學研究。他們在4個代表性剖面上採集了3538塊古地磁定向樣品，經過對樣品古地磁實驗結果分析，確定其年代為距今6638萬年到6570萬年。“結合區域地質背景分析表明，山陽盆地在晚白堊世到古近紀期間沒有經歷大的構造活動，其沉積地層基本連續。”王強説。

為進一步提高地層的年齡精度，研究團隊又在山陽盆地內以5釐米間隔連續採集5466塊岩石標本，利用天文軌道調諧方法在磁性地層學結果基礎上對地層年齡進行10萬年解析度的劃分。至此，研究團隊獲得山陽盆地44個連續恐龍蛋化石層位的高解析度年齡，從而為分析白堊紀末期恐龍多樣性變化及其驅動因素提供可靠的年代學基礎。

“年代學綜合測定結果顯示，山陽盆地恐龍化石分佈的時限為6824萬年到6638萬年前。這表明山陽盆地內的恐龍多樣性在其滅絕前的約200萬年間一直處於比較低的水準。”王強介紹，研究團隊結合秦嶺東部其他晚白堊世盆地以及山東萊陽、廣東南雄等地發現的恐龍蛋化石對比，發現在距今7200萬年前後，中國的恐龍多樣性有一個明顯的降低趨勢，這與北美西部的恐龍化石分佈特徵有相似之處。

“這説明，恐龍多樣性在晚白堊世的降低很可能是一個全球性現象！”

這項中國恐龍蛋最新的研究成果為認識恐龍的滅絕過程和機制提供了新的依據和視角：恐龍屬於卵生動物，恐龍蛋的孵化成功率直接決定了恐龍種群的繁盛與否。恐龍蛋的孵化需要合適的溫度、濕度。因此，研究推斷：在晚白堊世，隨著自然生態系統和恐龍自身的協同演化，恐龍多樣性發生了持續性衰退，降低了恐龍這個類群的環境適應能力，並導致其無法在由火山爆發或小行星撞擊等重大災害事件所引起的環境劇變中生存和復蘇，從而最終走向滅絕。

成果的發表令人欣喜，但王強説，這僅僅揭開了恐龍滅絕謎團的“面紗”一角。恐龍蛋在岩層中有什麼富集規律？恐龍的滅絕與環境背景之間究竟有什麼樣的關係？這都是科研團隊下一步要深入求索的問題。

古動物學是一門相對“冷門”的學科，專門從事恐龍蛋研究的科研工作者，全國也不過寥寥數人。然而，王強和他的同道們卻從來沒有“門前冷落”的感嘆。

他們在野外探索尋覓，他們埋首于實驗室，勠力於隔著滄海桑田的時空巨變，去追尋那6600萬年前消失的“印記”。（本報記者 孫樂琪）