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恐龙蛋次生壳单元如何形成？中外最新合作研究揭示生物成因机制

北京5月31日电 (记者 孙自法)恐龙蛋中常有、当代鸟蛋中非常罕见的次生壳单元如何造成？它是生物成因仍是非生物成因？这些疑问在学界一直存有争议，也备受关心。

由中国学者主管最新达成的一项恐龙蛋国际协作探索，揭示出恐龙蛋次生壳单元应当为生物成因的构造，并对生物成矿制度及其特性、生长方式和演化方式开展讨论。

这项古生物范畴重要探索，由中国科学院古脊椎动物与古人类探索所高级工程师张蜀康领衔并联合该所博士后、韩国首尔大学探索教授崔胜(Seung Choi)与浙江自然博物院、荷兰乌特勒支大学、西班牙巴塞罗那自治大学等科研人员，整合使用电子背散射衍射、偏光显微镜、扫描电镜和透射电镜等先进工艺途径共同达成，效果论文北京时间5月31日凌晨在国际学术期刊《科学进展》上线发表。

论文第一作者和通讯作者张蜀康介绍说，主龙类恐龙和龟类的蛋壳钙质层由壳单元组成，之中从壳膜上生长出来的称为初生壳单元，从钙质层内部生长出来的称为次生壳单元。

虽然在当代鸟蛋中非常罕见，次生壳单元在恐龙蛋中然而一个常有的构造，但由于对这种构造缺乏加深探索，学界对它是生物成因仍是非生物成因仍有争议。

产自中国的多种恐龙蛋壳都拥有次生壳单元，中国学者广泛以为它是生物成因，而且能够当作恐龙蛋的分类特性应用；欧洲学者基于对产自当地的蜥脚类恐龙蛋壳的探索，则以为次生壳单元是非生物成因。

这次对恐龙蛋的大局部主要类群，并利用现生鸟蛋、龟蛋和鳄鱼蛋当作对比原料开展探索，电子背散射衍射解析成果表明，恐龙蛋大局部次生壳单元的c轴都围绕生长中心呈放射状排列，且平行于蛋壳生长路线延伸，惟有少数靠近气孔道的次生壳单元，其c轴向气孔道路线延伸。一起，这些次生壳单元在晶界图上拥有带纹理的灰色背景，而且表明出较高的晶界角均值(KAM值)。

张蜀康称，恐龙蛋次生壳单元的上述结晶学特性与其初生壳单元差不多完全一致，尤其是与现生龟蛋和鳄鱼蛋的次生壳单元的结晶学特性一致，表明恐龙蛋的次生壳单元应当为生物成因的构造。

扫描电镜和透射电镜的解析表明，恐龙蛋的次生壳单元拥有许多细小的槽和孔洞，与鸟蛋的壳单元很相似。这些槽和孔洞是基质纤维在埋藏历程中降解后留下的地段。值得注意的是，一些古典的判断恐龙蛋壳中生物成因与非生物成因方解石的方式，如阴极发光，但不可很好区分这两种方解石。

张蜀康指出，在一些气孔道发达的恐龙蛋壳里，次生壳单元重叠在初生壳单元之上，或是在气孔道内生长。这些次生壳单元在状态和大小上都与初生壳单元相似，也拥有与初生壳单元相似的特性，即当作蛋壳的构造成分，对胚胎起保护功能；在气孔道内的次生壳单元还能够降低蛋壳的气体传导率，防止胚胎在发育历程中过度失水。

在一些气孔道较少的恐龙蛋壳里，次生壳单元时常被包裹在初生壳单元或其它次生壳单元内。这些次生壳单元没有清晰的特性，或是说它们的特性已被包裹它们的壳单元取代。

值得注意的是，在气孔道发达的恐龙蛋壳里，那些生长历程不受初生壳单元和其它次生壳单元干扰的次生壳单元的c轴也平行于蛋壳生长路线延伸，这个局面挑战了基于对鸟蛋壳的探索而提议的“角逐假说”，即壳单元的c轴路线是由基质纤维控制的，而不是相邻壳单元的方解石晶体在生长历程中相互角逐的成果。

早期的探索曾提议，拥有次生壳单元的恐龙蛋壳的与当代的楔齿蜥蛋壳相似，壳单元与壳膜纤维一起生长，而不像当代鸟蛋、龟蛋和鳄鱼蛋那样先产生壳膜，再造成壳单元。

本次探索则表明，拥有次生壳单元的恐龙蛋壳的生长方式与当代龟蛋和鳄鱼蛋相同，壳膜先造成，接着基质纤维与壳单元一起生长，次生壳单元的造成是由基质纤维而不是壳膜纤维控制的。

虽然多半数恐龙蛋与产蛋恐龙不可对应，但本次探索涵盖了蜥脚类、鸭嘴龙类和或许的基干坚尾龙类产的蛋，这些恐龙的蛋壳都拥有次生壳单元，而包含鸟类在内的手盗龙类的蛋壳，则极少呈现次生壳单元。

探索团队以为，这说明兽脚类恐龙在向鸟类演化的历程中，蛋壳造成制度产生了转变。一层面，手盗龙类蛋壳的基质纤维与其它恐龙不同，能够产生更加有序的亚层构造，而不会相对随机地产生次生壳单元。

另一层面，次生壳单元在龟类、鳄类及鸟臀类、蜥脚类和兽脚类恐龙支系中都有呈现，而这些支系的蛋壳钙质层或许是各自独立演化出来。这说明，它们的次生壳单元或许随其蛋壳钙质层的演化而独立演化出来。