中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員汪筱林領(lǐng)導(dǎo)的新疆哈密科考隊(duì)與哈密合作，通過(guò)近十年的野外考察，在哈密地區(qū)發(fā)現(xiàn)一新的白堊紀(jì)翼龍動(dòng)物群。這一翼龍化石分布區(qū)不但是世界上已知最大和最富集的翼龍化石產(chǎn)地，也是目前世界上唯一三維保存的翼龍蛋和雌雄個(gè)體共生的翼龍化石遺址。國(guó)際刊物《現(xiàn)代生物學(xué)》（Current Biology）于6月5日在線刊發(fā)了古脊椎所汪筱林和巴西國(guó)家博物館Alexander Kellner等古生物學(xué)家組成的國(guó)際合作研究團(tuán)隊(duì)的研究成果，印刷版也即將以封面文章報(bào)道了這一重大發(fā)現(xiàn)。
汪筱林和他的研究團(tuán)隊(duì)詳細(xì)研究了哈密下白堊統(tǒng)地層中發(fā)現(xiàn)的約40個(gè)同一屬種的雌雄翼龍個(gè)體和它們的5枚蛋化石，在翼龍的性雙型、個(gè)體發(fā)育、翼龍蛋及其蛋殼顯微結(jié)構(gòu)、生殖和生態(tài)習(xí)性等方面都取得了一些重要進(jìn)展。研究人員把這一新的翼龍命名為：天山哈密翼龍（Hamipterus tianshanensis），以紀(jì)念化石的發(fā)現(xiàn)地及天山2013年入選世界文化遺產(chǎn)名錄。
哈密翼龍具有一些獨(dú)特的形態(tài)特征，最大的特征是它們頭骨上發(fā)育明顯的頭飾——前上頜骨脊。脊的表面具有向前向上彎曲或向上伸展的凹凸相間的紋飾。上、下頜的腹面分別具有細(xì)長(zhǎng)的脊突和溝槽并一直延伸到吻端，而且上下頜前端略有膨大等。
哈密翼龍頭骨發(fā)育的不同大小、不同形狀和不同厚薄的頭飾是鑒別雌、雄個(gè)體的標(biāo)志。在發(fā)現(xiàn)的數(shù)十個(gè)哈密翼龍的頭骨中，毫無(wú)例外的都發(fā)育頭飾。這些頭飾從頭骨的前部開(kāi)始向后延伸形成一個(gè)頭骨脊，有兩類明顯的形態(tài)特征：一類頭骨脊較大，出現(xiàn)的位置相對(duì)靠前，始于第5或第6枚牙齒處并一直延伸到頭骨后部，脊的前緣強(qiáng)烈向前向上彎曲；另一類頭骨脊較小，出現(xiàn)的位置也相對(duì)靠后，始于第6或第7枚牙齒并一直向后延伸，脊的前緣后傾而沒(méi)有明顯的向前彎曲現(xiàn)象。這兩種頭飾的形態(tài)代表了翼龍的性雙型，即脊較大的為雄性，較小的為雌性，具有性展示的功能。這一性雙型的現(xiàn)象在晚白堊世大型的無(wú)齒翼龍中也曾被發(fā)現(xiàn)，即頭骨脊大者為雄性而小者為雌雄。之前還有一種關(guān)于翼龍性雙型的觀點(diǎn)，認(rèn)為在所有的翼龍中，雄性具有頭骨脊而雌性沒(méi)有。通過(guò)哈密翼龍大量頭骨的發(fā)現(xiàn)和研究，很顯然這一觀點(diǎn)是不成立的。翼龍類群中的性雙型主要表現(xiàn)為頭骨脊的大小和形態(tài)差異，而頭骨脊的有無(wú)是不同翼龍類群的重要形態(tài)學(xué)鑒別特征。
哈密翼龍屬于大型翼龍類，其成年個(gè)體的翼展可達(dá)3.5米。大量不同發(fā)育階段的幼年和成年雌雄個(gè)體的發(fā)現(xiàn)，尤其保存完整的頭骨和下頜，對(duì)翼龍的個(gè)體發(fā)育特征有了全新的認(rèn)識(shí)和了解。哈密翼龍最明顯的個(gè)體發(fā)育差異表現(xiàn)在上、下頜的前部，即隨著個(gè)體發(fā)育從幼年到成年，上、下頜前部逐漸出現(xiàn)明顯的側(cè)向膨大。在較小的幼年個(gè)體中幾乎見(jiàn)不到這一現(xiàn)象，而在較大的成年個(gè)體中這一膨大現(xiàn)象較為明顯，而且隨著個(gè)體年齡的增加其膨大越來(lái)越明顯，這一個(gè)體發(fā)育特征在已知的翼龍類群尚屬第一次發(fā)現(xiàn)。
汪筱林和他的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)5枚首次發(fā)現(xiàn)的三維立體保存的翼龍蛋宏觀形態(tài)、蛋殼顯微結(jié)構(gòu)和元素組成等方面的研究，并與現(xiàn)生爬行動(dòng)物的蛋進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)哈密翼龍蛋的宏觀形態(tài)和蛋殼結(jié)構(gòu)與現(xiàn)生爬行動(dòng)物如蛇類的某些“軟殼蛋”非常相似。迄今為止除了這次發(fā)現(xiàn)的5枚三維保存的哈密翼龍蛋外，已知僅有4枚二維壓扁的翼龍蛋化石的報(bào)道，其中三枚來(lái)自中國(guó)遼西地區(qū)，一枚來(lái)自阿根廷。
新發(fā)現(xiàn)的翼龍蛋為近兩端對(duì)稱的長(zhǎng)橢圓形，和現(xiàn)生的爬行動(dòng)物和鳥(niǎo)蛋一樣，長(zhǎng)軸60-65mm。蛋殼具有雙層結(jié)構(gòu)，即外層是一層薄的鈣質(zhì)硬殼，內(nèi)層為較厚的革質(zhì)狀軟質(zhì)殼膜，殼膜厚度可達(dá)鈣質(zhì)硬殼厚度的三倍。由于軟的殼膜厚度大的原因，蛋化石都保存完整僅表現(xiàn)為明顯的擠壓變形，在同一枚蛋殼上可同時(shí)觀察到塑性變形和脆性破裂。這一發(fā)現(xiàn)首次明確翼龍蛋主要表現(xiàn)為柔韌的革質(zhì)蛋殼，蛋殼外層具有薄的鈣質(zhì)硬層，它們與現(xiàn)生的一些蛇類如錦蛇的蛋非常相似。而之前發(fā)現(xiàn)的4枚翼龍蛋都沒(méi)有觀察到這一完整的蛋殼結(jié)構(gòu)。哈密翼龍類蛋的宏觀形態(tài)特征及其蛋殼顯微結(jié)構(gòu)的研究，為羊膜卵殼的起源與演化提供了更多的化石證據(jù)，填補(bǔ)了翼龍繁殖行為和生態(tài)習(xí)性研究上的若干空白。
哈密翼龍化石埋藏在早白堊世的湖泊風(fēng)暴沉積中，雖然目前還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)完整的化石骨架，但發(fā)現(xiàn)大量完整的頭骨和下頜，而每一塊分散保存的頭后骨骼都保存完整，沒(méi)有被搬運(yùn)破壞的痕跡，代表了距今一億多年前湖泊中的突發(fā)性大型風(fēng)暴導(dǎo)致生活在湖邊和翱翔于天空中的翼龍?jiān)獾綒缧詾?zāi)難事件而集群死亡，并和它們產(chǎn)在湖岸潮濕的沙灘軟泥中的蛋快速埋藏在一起。哈密翼龍化石的數(shù)量巨大，但屬種單一多樣性很低，目前在這一翼龍居群中僅發(fā)現(xiàn)同一屬種的大量不同發(fā)育階段的成年和幼年的雌雄個(gè)體以及它們的蛋。
哈密翼龍化石群的發(fā)現(xiàn)也充滿了機(jī)緣巧合。中科院古脊椎所邱占祥和王伴月研究員2005年前往新疆吐魯番和哈密地區(qū)考察，與時(shí)任哈密文物局長(zhǎng)亞合甫江等在野外發(fā)現(xiàn)幾小塊非常破碎的骨骼，初步認(rèn)為可能屬于翼龍化石，后經(jīng)汪筱林確認(rèn)，從此揭開(kāi)了哈密翼龍重大發(fā)現(xiàn)和研究的序幕。通過(guò)近十年的戈壁野外考察，哈密成為我國(guó)又一重要的翼龍化石寶庫(kù)。
哈密翼龍及其蛋化石的發(fā)現(xiàn)是翼龍研究領(lǐng)域的重大進(jìn)展，國(guó)際古生物學(xué)界對(duì)這一發(fā)現(xiàn)和研究給予高度評(píng)價(jià)。其中兩位論文匿名評(píng)審專家一致認(rèn)為，這是翼龍研究200年來(lái)最令人激動(dòng)的發(fā)現(xiàn)之一，代表了翼龍研究領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)，具有巨大的潛在和直接影響力。雜志特邀英國(guó)普斯茅斯大學(xué)著名翼龍專家David Martill教授在印刷版同期發(fā)表的評(píng)述文章也給予高度評(píng)價(jià)。
該項(xiàng)研究獲得了國(guó)家杰出青年科學(xué)基金、國(guó)家“973”項(xiàng)目、中科院百人計(jì)劃和中科院古脊椎所野外發(fā)掘經(jīng)費(fèi)和重點(diǎn)部署項(xiàng)目的資助。
圖1 天山哈密翼龍標(biāo)本(A)和線條圖(B)。在這塊標(biāo)本上保存了三個(gè)頭骨，包括了一個(gè)完整的雌性頭骨（正型標(biāo)本，IVPP V18931.1），一個(gè)不完整的雌性頭骨（IVPP V18931.2），一個(gè)不完整的雄性頭骨（IVPP V18931.3），一個(gè)最大個(gè)體的大部分前肢以及大部分的頭后骨骼部分。比例尺10 cm （汪筱林供圖）
圖2 天山哈密翼龍大量骨骼及保存的翼龍蛋（汪筱林供圖）
圖3 天山哈密翼龍雌雄頭骨對(duì)比。(A)和(E)是雌性；(B)、(D) 和(F) 是雄性；雄性具有比雌性大而厚的頭脊，且前端更加彎曲；(C)正型標(biāo)本的線條圖，灰色部分代表了雄性個(gè)體的頭脊形態(tài)。（汪筱林供圖）
圖4 天山哈密翼龍蛋（左）與錦蛇（Elaphe）蛋（右）的對(duì)比
圖5 天山哈密翼龍生態(tài)復(fù)原圖（趙闖繪）
