写在恐龙蛋上的“密码” 10年揭开“面纱”一角

它是怎么消失的？它去哪里了？

北京西二环附近，中国古动物馆的展厅中，小男孩拉着母亲的手，聚精会神地凝望着橱窗里史前巨兽遗留下的巨大骨骼化石，忍不住好奇地发问。

孩子的追问触及了一个“千古迷思”。

6600万年前，曾经在地球上“称霸”长达1.7亿年之久的恐龙消失不见，留下了至今未解的疑案。多年来，全世界的科学家从来没有停止寻找恐龙灭绝的原因。

是因为小行星撞击吗？是因为印度德干火山大爆发吗？许许多多的问号，许许多多的假说，而答案至今仍掩埋在厚厚的岩石之下，藏身于莽莽的群山之间，飘荡在生命演化的历史长河中。

去年，中国科学家在恐龙蛋和蛋壳化石上找到了新信息：“恐龙多样性在晚白垩世末期的降低，很可能是导致恐龙灭绝的重要诱因。”

这项研究成果在《美国国家科学院院刊》甫一发表，就引起世界的注目。

“全中国专门致力于恐龙蛋研究的学者不到10人，我们在以自己的努力，去探索亿万年前的生命演化史。”这项研究的主要完成人之一、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副研究员王强将这项事业形容为“以小博大”的探索。

正是这些执著而清醒的探索者，勇敢地回望历史，努力破解亿年前的“密码”，才让孩子们的“千古之问”有了更清晰的回响。

《美国国家科学院院刊》封面图片，图中为山阳盆地发现的一窝瑶屯巨形蛋。

写在恐龙蛋上的“密码”

“作为恐龙在地球上繁衍生息的主要载体，恐龙蛋上写满了‘密码’，而我们的工作就是破解这些‘密码’，读懂亿万年前的信息。”王强这样比喻恐龙蛋化石的研究工作。

对于普通人来说，恐龙蛋化石研究，听起来既新奇有趣，又“冷门”“小众”，而王强对我国恐龙蛋研究的历史如数家珍。他介绍，我国恐龙蛋化石发现与研究的历史，要追溯到上世纪20年代。

1922年，美国自然历史博物馆组织的“中亚考察团”在内蒙古二连浩特进行考察、发掘，发现了恐龙蛋化石，这次发现使得恐龙蛋进入了大众的视野。“但对于这批珍贵材料，美国的研究者仅于1925年进行了简单切片，并未深入研究。”

实际上，早在1921年，侵华日军修建南满铁路时，在位于辽宁昌图的泉头车站就发现了恐龙蛋化石。1929年，日本学者对这些发现进行了报道，但这些蛋当时被认为是龟鳖类的蛋。日本战败后，这批化石材料留在了辽宁大连，由大连自然博物馆收藏。

“我国科研工作者开始自主发现，并真正介入恐龙蛋的研究，始于上个世纪50年代初。”王强说。1950年，当时的山东大学地质系在山东莱阳开展科考和教学实习，发现了恐龙骨骼和蛋化石。“这些化石，由刚刚从美国归来的我国著名古脊椎动物学家周明镇院士进行了第一次研究报道。”

研究引起了时任中科院古脊椎所所长、我国古脊椎动物学科奠基人杨钟健的关注。杨钟健第一时间来到当时山东大学的所在地青岛，对这批材料进行了观察。随后于1951年，杨钟健组队奔赴莱阳展开了为期3个月的调查与发掘，采集到了很多珍贵的恐龙骨骼和恐龙蛋。

1954年，杨钟健与周明镇在《古生物学报》“创刊号”上，分别发表基于这批恐龙蛋材料的研究成果。“这是中国人自己采集、自己进行深入研究后，首次获得的科研成果。到那时，我国恐龙蛋研究的序幕才真正揭开。”王强说。

1962年，中科院古脊椎所科研工作者在以广东南雄盆地为代表的华南红层分布区发现了丰富的恐龙骨骼、恐龙蛋、哺乳类动物化石。1970年前后，古脊椎动物学家赵资奎基于我国所发现的恐龙蛋进行了更加深入的研究，并据此建立了目前国际上通用的恐龙蛋分类系统。

上个世纪80年代，“小行星撞击”和“印度德干高原大规模玄武岩喷发”等导致恐龙灭绝的假说，在世界范围内引起了广泛关注。国外的研究者普遍将恐龙灭绝的原因聚焦于环境的巨变上。

众声喧嚣之中，中国的科研工作者则将探索的目光久久地停留在了恐龙本身。

赵资奎联合国内外的学者从多学科交叉融合的角度，通过对上世纪80年代在南雄盆地发现的恐龙蛋的综合对比研究，深入探讨了恐龙灭绝与环境之间的关系，相关的研究成果于2000年前后陆续发布，并引起广泛关注。

一个具有开拓性意义的结论，向学界吹来“新风”：早在灭绝的20万年至30万年前，恐龙可能已经出现了多样性上的锐减。

“整个过程可能经历了十分漫长的时代，我们无法站在一个‘点’上去审视事件的全貌。”王强解释：这也就是说，恐龙并非瞬间灭绝的，可能是由于白垩纪末期环境变化及微量元素污染等其他原因，导致恐龙无法正常生活、繁殖，而最终走向灭绝。

基于这些研究成果的启发，为了获取更多的证据支持，中科院古脊椎所恐龙蛋研究团队多年以来，一直在全国不同的恐龙蛋产地寻找更加丰富的“证据”。

“恐龙蛋是一个比较特殊的化石类型。”谈到为何将研究的目光聚焦在恐龙蛋上，王强解释：一个物种在地球上求存，成功与否取决于繁殖后代的成功率。我们在野外采集到的恐龙蛋不仅可以反映恐龙的繁殖习性，同时因其在地层中的富集埋藏规律，也很好记录了恐龙生存时期的古环境、古气候和古地理信息。

自上世纪80年代以来，中国地学前辈们在秦岭东部地区已陆续发现晚白垩世的恐龙骨骼、恐龙蛋和古新世的哺乳动物，并初步建立起该地区白垩系－古近系的陆相地层框架，为开展恐龙等相关科学研究奠定了基础。陕西山阳盆地也是中国为数不多的，非常适合全面系统开展恐龙灭绝事件研究的陆相盆地。

为了探索恐龙绝灭的谜团，2013年，王强头一次带领考察队伍，踏上山阳盆地。

白垩纪末期山阳盆地生活的三种主要恐龙类型：窃蛋龙类、鸭嘴龙类和暴龙类。（生态复原图赵闯绘）

“覆巢”之下抢救“完卵”

自2013年头一次来到陕西山阳盆地科考，至去年9月底研究成果发表，这段路，王强带领团队走了整整10年。

10年间，研究团队每年都要在野外待上小半年的时间。“野外考察发掘工作是最重要的，也是最有趣的。”王强说，研究数据的获取完全依赖于化石标本的采集工作，“只有亲自参与考察和发掘的过程，你才能真正了解眼前的标本承载的故事，包括它在地层中的原始状态，它所附带的地质信息等。”

为了获取更加全面的信息，研究人员将山阳盆地所有化石“露头”的地方都跑了个遍，最终选取了牛膀沟等4个代表性剖面进行标本的采集。在去年发表的研究成果中，研究团队共使用了在山阳盆地采集到的1000多件晚白垩世原位埋藏的恐龙蛋和蛋壳标本，而这些年他们在这里发掘、采集的蛋化石数量，要远多于这个数字。

“完整的恐龙蛋标本较容易判断，但散落在岩层中的碎蛋壳化石就非常麻烦。”王强解释，分布在陕西山阳盆地的这批化石材料的颜色与其他地区发现的、常见的黑色蛋壳不同，是较浅的米黄色。而该地区岩层本身的颜色偏红，与化石颜色较为接近，不仔细看很难将化石与围岩区分开来。“尤其是下过雨以后，不趴在地上判断，真不好分辨出来。”

令王强记忆犹新的是一次抢救性“应急采集”的经历。

2018年雨季，古脊椎所的研究团队与陕西自然博物馆合作，在当地开展考察工作。当地村民建房取土后挖掘暴露出了含有恐龙蛋的岩层，在考察过程中，团队成员发现几枚较完整的恐龙蛋就赫然暴露在陡峭的土崖之上！

一般情况下，按照科学规范的采集步骤，暴露出地面的化石需要由科研人员进行逐层的清理和标注。“如果没有发生意外情况，按照当时的采集条件，我们应该用采集机械，利用支架把工作人员‘送上去’，打包好了再采回来。”

但是，当天正属于没法“按常理出牌”的意外局面。由于大雨刚过，化石周围的岩层极为松软，随时可能发生垮塌。俗话说，“覆巢之下，焉有完卵”，一旦发生垮塌，完整的蛋化石就将被完全破坏掉，它携带的许多重要的地质和古生物信息，也将随之湮灭、不为人知。

时间紧迫，为了抢救已暴露在外的蛋化石，科研人员在没有必要的采集设备的情况下，徒手从山崖侧面爬上崖顶，利用绳索将工作人员头朝下“倒悬”下来，把岌岌可危的恐龙蛋快速“救走”。

如今，这几枚被及时“救下”的恐龙蛋标本，留在了陕西自然博物馆。“它们的发现地点不在我们本次研究考察、发掘的主剖面上，因此，它的出现，扩大了恐龙蛋在山阳盆地上发现的分布范围。”王强解释。

有时，野外考察和发掘工作中还会出现一些“偶然”，堪称“意外之喜”。

2014年的采集过程中，王强一行人顺着山坡一路上行，在一处陡峭的山脊上，大家决定坐下来短暂休整一下。一名科研人员“落座”时感觉被“小石子”硌了一下，伸手拈出了一块小碎石，正要扔掉的时候，却看到上面有一片小小的、刀片样的化石碎片。

“这枚化石碎片与我们在山阳盆地常见的恐龙蛋不大一样，它特别薄，初步判断可能属于棱柱形蛋。”王强和同事们立刻拿出毛刷等工具，继续在周边寻找，将这未知“真实身份”的蛋片标本采集回来。

后经实验室切片鉴定，这几枚小“蛋片”来自一种龟鳖类的蛋化石。“虽然它不属于恐龙蛋，但它的出现丰富了山阳盆地古生物群的组成。未来，通过深入探究它与恐龙蛋的埋藏环境和层位上下的对比，还能‘揪’出恐龙生存环境、繁殖习惯等更多谜团的线索。”王强说。

当然，这样的“意外之喜”，是基于大量的野外科考、基础科研工作的积累。“在有分量的期刊上发表一篇文章固然开心，但在野外采集到一个令人惊喜的标本，有时候要比发表一篇文章还令人兴奋！”

王强说，一点一点探索和获取，抽丝剥茧、环环相扣地“解谜”，正是研究古生物的乐趣所在。

10年揭开“面纱”一角

北京时间2022年9月20日凌晨，这项由中科院古脊椎所、中科院地质与地球物理所、中国地质大学（武汉）等单位科研人员通力合作近10年共同完成的重要研究成果，以封面文章形式在国际知名学术期刊《美国国家科学院院刊》发表。

“10年时间，相较于恐龙曾在地球上存在的亿万年来说，实在太短暂了。而对于人类个体来说，10年又算得上是一个漫长的时期。”

王强说，能将心血凝聚在这短暂又漫长的10年里，以新知推动人类破解恐龙灭绝的谜团往前迈进哪怕一小步，也是值得快慰的。

2021年，科研团队完成了对采自陕西山阳盆地1000多件原位埋藏的恐龙蛋和蛋壳标本的古生物学研究。研究结果显示：这千余件晚白垩世原位埋藏的恐龙蛋和蛋壳标本，恐龙蛋类型主要为瑶屯巨形蛋、长形长形蛋和坪岭叠层蛋，其母体恐龙分别为窃蛋龙类和鸭嘴龙类，这与山阳盆地恐龙骨骼所代表的恐龙类型十分吻合，另外该盆地内还有少量的暴龙类和蜥脚类恐龙骨骼。恐龙蛋和恐龙骨骼表明，当时盆地内的恐龙多样性处于一个相对较低的水平。

“探索解答恐龙灭绝之谜，重点是要依托恐龙在地球上生存的时空记录。”王强说，此前由于陆相地层记录的不完整性和区域差异，给研究的开展造成了对比上的困难。

为确定山阳盆地恐龙化石所在地层的地质年代，合作团队在山阳盆地开展了详细的生物地层学、磁性地层学和旋回地层学研究。他们在4个代表性剖面上采集了3538块古地磁定向样品，经过对样品古地磁实验结果分析，确定其年代为距今6638万年到6570万年。“结合区域地质背景分析表明，山阳盆地在晚白垩世到古近纪期间没有经历大的构造活动，其沉积地层基本连续。”王强说。

为进一步提高地层的年龄精度，研究团队又在山阳盆地内以5厘米间隔连续采集5466块岩石标本，利用天文轨道调谐方法在磁性地层学结果基础上对地层年龄进行10万年分辨率的划分。至此，研究团队获得山阳盆地44个连续恐龙蛋化石层位的高分辨率年龄，从而为分析白垩纪末期恐龙多样性变化及其驱动因素提供可靠的年代学基础。

“年代学综合测定结果显示，山阳盆地恐龙化石分布的时限为6824万年到6638万年前。这表明山阳盆地内的恐龙多样性在其灭绝前的约200万年间一直处于比较低的水平。”王强介绍，研究团队结合秦岭东部其他晚白垩世盆地以及山东莱阳、广东南雄等地发现的恐龙蛋化石对比，发现在距今7200万年前后，中国的恐龙多样性有一个明显的降低趋势，这与北美西部的恐龙化石分布特征有相似之处。

“这说明，恐龙多样性在晚白垩世的降低很可能是一个全球性现象！”

这项中国恐龙蛋最新的研究成果为认识恐龙的灭绝过程和机制提供了新的依据和视角：恐龙属于卵生动物，恐龙蛋的孵化成功率直接决定了恐龙种群的繁盛与否。恐龙蛋的孵化需要合适的温度、湿度。因此，研究推断：在晚白垩世，随着自然生态系统和恐龙自身的协同演化，恐龙多样性发生了持续性衰退，降低了恐龙这个类群的环境适应能力，并导致其无法在由火山爆发或小行星撞击等重大灾害事件所引起的环境剧变中生存和复苏，从而最终走向灭绝。

成果的发表令人欣喜，但王强说，这仅仅揭开了恐龙灭绝谜团的“面纱”一角。恐龙蛋在岩层中有什么富集规律？恐龙的灭绝与环境背景之间究竟有什么样的关系？这都是科研团队下一步要深入求索的问题。

古动物学是一门相对“冷门”的学科，专门从事恐龙蛋研究的科研工作者，全国也不过寥寥数人。然而，王强和他的同道们却从来没有“门前冷落”的感叹。

他们在野外探索寻觅，他们埋首于实验室，勠力于隔着沧海桑田的时空巨变，去追寻那6600万年前消失的“印记”。（本报记者 孙乐琪）