一只小鸟深色的骨骼之间,铺着一片扁平的褐色薄片,全然看不出卵应有的圆润轮廓。多年来,研究者面对这件标本,始终无法辨明它的性质:是移位的骨骼,还是某种更柔软的物质?直到一小块碎片被磨成可让光线穿透的薄片,答案才浮现出来。显微镜下,它显露出卵壳的特征。[1]
这只鸟名为 Avimaia schweitzerae,属于已经灭绝的反鸟类,出土于中国西北甘肃的早白垩世下沟组,生活在约1.1亿年前。[6] 它的化石让人得以近距离观察一次远古繁殖过程,也提醒我们将三个容易混在一起的问题分开:它体内带着什么,繁殖过程出了什么问题,又是什么导致了死亡。
两块骨头之间的卵
认出卵壳之后,还要确定这枚卵原先位于何处。Alida Bailleul 在亲述发现经过时回忆,她曾想过,这只鸟当时是否正坐在卵上。Jingmai O’Connor 指出了决定性的排列关系:一侧耻骨位于卵的上方,另一侧耻骨位于下方,卵壳被包在骨盆之内。这个位置支持卵尚留在体内、尚未产出的解释,与鸟伏在卵上孵育的情形有别。[1]
两类证据在这里汇合。显微结构辨明了材料,材料与骨骼的相对位置则确定了它所在的部位。单靠其中任何一项观察,其他解释都会有更大的余地。读懂这项发现,需要将取样得到的细小碎片与周围的整块化石一同考察。
这件编号为 IVPP V25371 的标本保存了部分骨架及羽毛痕迹,包括躯干后部、骨盆和后肢。[2] 缺失的身体部位限制了我们对这只鸟生前形态的认识,标本中央保存的相对位置却依然清楚。一只残缺的鸟,在这里留下了某些更完整、更夺目的骨架也未必保有的证据。
卵壳重叠可以说明什么
Bailleul 及其同事在2019年的描述论文中报告,薄片里可见4至6片受到压缩的卵壳。这个数目既不能直接算作卵的数量,也不能当作生前增生的壳层数。一枚卵被压塌后,两侧相对的壳壁就会叠在一起。作者倾向于将其解释为一枚异常卵:它在生殖道内滞留过久,两侧壳壁各自又增加了一层壳。[2]
论文同时记述了壳片破裂、片间夹有沉积物,以及埋藏过程中的移位。折叠与压缩也能造成某些看似重复的壳层。卵壳异常的厚度和比例,是病理解释的另一部分依据;仅凭层叠现象,还不足以定论。因此,滞卵致死只是研究者提出的一种解释,其过程并未被直接观察到。[2]
这一区分也改变了化石带给人的感受。我们能够辨认出一次中断的繁殖过程,对中断如何发生的认识则仍有距离。卵壳同时保留了生前活动与死后埋藏留下的物理痕迹。只有先理清两种过程各自的影响,才谈得上据此作出诊断。
雌鸟身份与骨组织鉴定各有依据
研究所发布的消息还提到,股骨内部有一处被初步视为髓质骨的组织。[6] 现生雌鸟会在产卵周期中生成这种临时性组织,并调用其中储存的钙来制造卵壳。如果能在化石中确认髓质骨,与繁殖有关的解剖证据就能与造卵时的生理活动联系起来。[3]
确认动物为雌性,只是组织鉴定所需证据的一部分。2020年,Aurore Canoville、Mary Schweitzer 和 Lindsay Zanno 直接质疑了对 Avimaia 的这项解释。其骨内组织呈有序的板层状,而他们提出的鉴定标准要求组织以编织骨结构为主。他们还质疑,生长较慢能否轻易解释这种差异:对生长缓慢的几维鸟所作的初步观察,未能得到预期的对应结果。[3]
争议集中在这层骨组织究竟是什么,骨盆内保存着卵壳的事实依然明确。对于一种储钙组织的鉴定,处于繁殖期的雌鸟身份确实带来了难得的线索,但这种身份还不足以让骨内每一层组织都被归入髓质骨。将问题分开,才能让一项观察中的疑点留在它应有的范围内。
再取一张薄片,争论仍在继续
这根骨骼继续吸引着研究者。2025年的一项研究中,Jessie Atterholt、O’Connor 和 Hailu You 描述了取自同一股骨的第二张薄片,取样位置沿骨干稍稍移开。他们再次将内部的一层组织鉴定为髓质骨,并描述了伸入骨髓腔的突起。研究者同时承认,微生物造成的损伤遮蔽了部分显微细节。[4]
这项工作增添了新的观察资料,对2020年质疑的直接回应则仍然缺席,后来的论文也未明确讨论那些批评。因此,宣称这项鉴定已被推翻,或把再次作出相同鉴定视为争论结束,都会歪曲现有证据的状态。[3][4]
新薄片还显示,同一根骨骼的不同位置,生长标记的形态也有变化。这给继续检查标本提供了一个具体理由:一张磨制薄片所呈现的情况,未必能代表整副骨骼。[4] 一个物种获得名称许久之后,它的化石仍能带来新的科学认识。
卵壳的保护层与缺失的巢穴证据
卵壳最外层的覆盖物带来了另一类线索。研究所报告,这层起保护作用的角质层内含有微小的矿物球粒,并将它们与现生鸟类中和潮湿筑巢环境相关的类似结构作了比较。[6]
这种保护功能已有实验依据。2017年,Liliana D’Alba 及其同事比较了七种地面筑巢鸟类的卵壳角质层。去除角质层的实验显示,这些具有纳米结构的表面能够减少细菌附着与侵入。角质层还会影响紫外反射,在部分物种中也会影响气体交换。[5]
这些结果赋予了化石比较以生物学上的意义,Avimaia 的巢址及其埋卵深度则仍待证据确认。一个有助于抵御微生物的表面,可以支持有关功能的解释;要还原具体的筑巢情形,还需要进一步证据。石板保存的是鸟体内的一枚卵,至于它原本打算在何处产卵,化石尚未给出答案。
再看骨头之间那片扁平的褐色痕迹。关于卵壳变形、组织分类和死因的疑问,仍未动摇它作为卵的鉴定。Avimaia 依然是一只在产卵前被保存下来的繁殖期雌鸟。这件标本的价值,在于研究者可以继续检验与这一事实相连的各项解释,同时容许它们拥有不同程度的确定性。
来源
- Alida Bailleul,“An egg found inside a fossil bird, by accident!”,Springer Nature Research Communities(2019年3月20日)——亲述显微观察经过,以及卵位于两侧耻骨之间的发现。
- Alida M. Bailleul 等,“An Early Cretaceous enantiornithine (Aves) preserving an unlaid egg and probable medullary bone”,Nature Communications 10, 1275(2019)——标本解剖特征、卵壳层叠、埋藏过程的替代解释及提出的病理解释。
- Aurore Canoville、Mary H. Schweitzer 和 Lindsay Zanno,“Identifying medullary bone in extinct avemetatarsalians: challenges, implications and perspectives”,Philosophical Transactions of the Royal Society B 375, 20190133(2020)——组织鉴定标准及针对 Avimaia 的具体质疑;作者网站提供的全文。
- Jessie Atterholt、Jingmai K. O’Connor 和 Hailu You,“Osteohistology of enantiornithine birds from the Lower Cretaceous Xiagou Formation”,Geobios 90, 5–16(2025)——第二张股骨薄片及 Avimaia 正模标本内部的差异;作者网站提供的全文。
- Liliana D’Alba 等,“What Does the Eggshell Cuticle Do? A Functional Comparison of Avian Eggshell Cuticles”,Physiological and Biochemical Zoology 90, 588–599(2017)——现生鸟类卵壳保护性角质层的比较实验。
- 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所,“Avimaia schweitzerae”(2019年3月22日;机构发布的中文报道)——地层、年代、繁殖相关解释及 Alida Bailleul 提供的标本照片。