观点无论大小 价值决定高度
大家好，我是今天的讲者杜宝霞，我来自兰州大学地质科学与矿产资源学院。今天很荣幸能够来到甘肃卫视《丝路大讲堂》，跟大家分享一下我研究的化石里的故事。
地球自诞生到现在已经经历了漫长的46亿年历史了，在这46亿年里生命不断地出现、不断地消失。那如果我们把地球漫长的46亿年比作一天的24小时的话，那么在这24小时里，地球相继发生了一系列重大的生物进化事件，比如说在凌晨4点钟的时候，地球上最早的生命出现了，下午2点29分的时候，真核生物姗姗来迟。到了晚上的9点08分，我们脊椎动物的祖先脊索动物出现了。晚上的9点23分的时候，植物离开了海洋登上了陆地，从此以后地球上才有了这么一抹新绿。晚上的10点10分，脊椎动物也离开了海洋，来到了陆地上生活。晚上的10点49分的时候，地球上曾经的霸主恐龙出现了。而到了晚上的11点39分，恐龙就彻底的从地球上消失了，恐龙也就灭绝了。我们人类是地球上最年轻的居民，从我们出现到现在，人类的灿烂文明也不过只经历了一分钟的时间。
从概念上来说，化石是地质历史时期生物的遗体、遗迹，以及生物成因的残留有机分子，通过化石我们可以看到古代动物植物的样子，同时也可以通过化石的研究，来了解地质历史时期海陆的变迁、生命的起源以及古环境古气候的变化。
我们今天故事的发生地点就是在咱们的甘肃地区，在距离老君庙镇西南约40公里的旱峡地区。这个地区现在已经是除了绵延的青山，就是茫茫的戈壁，我们团队在这里进行了长期的这个古生物化石采集工作。
酒泉盆地早白垩石的地层中，已经发现了多样性非常高的一些生物化石，其中动物化石主要有一些比如说鸟类的骨骼以及羽毛，然后还有鱼类的化石，然后再就是湖相生物中主要是介形类的化石、龟鳖类的化石，再就是昆虫化石保存的数量也是比较多，给我们展示了一个非常丰富的动物群。相较于动物化石来说，这里的植物化石更加的丰富。我的老本行就是做植物化石，就是通过对植物化石的研究来繁衍过去的环境以及气候，以及恢复当时的古植被、古生态。这些都是我们团队研究的一些化石，包括裸子植物的化石以及蕨类植物的化石，那这些裸子植物在当时构成了一个很好的优势，也就是构成了当时的一个森林系统，林下生长着一些蕨类植物，非常值得一提的是，就是我们在这个地方也发现了很多被子植物的化石，在早白垩世的时候，它的这个数量是非常稀少的，这是我们西北最早发现的被子植物化石了，因此，我们当时也把它命名成西北第一花。大家想象一下，就是在一亿多年前的时候，这里是一个植被繁盛、鸟语花香、水草丰美、动植物繁茂的一个地方，并不是像现在一样，是一个植被稀少、干旱少雨的地方。
那为什么要讲蛙类化石呢？刚才我也说了，我是一个做植物化石研究的，我从研究生期间就开始在这里采化石了，但是从硕士到博士这么多年，采了这么多年的化石，都没有发现过蛙类化石。直到2015年的时候，那年夏天我们去这里出野外，然后在这里采到了第一块蛙类化石。当时采到它的时候就非常的兴奋，因为没有见过这么珍贵的化石，以前也没有采到过，所以这块化石就被我珍藏起来了。非常巧的就是，到了2018年的时候，我们在这里进行化石采集工作的时候，又采到了另外一块蛙类化石，这块化石保存的情况要比第一块要更好一些，因为它保存成正负面，能够提供给我们的信息就更加丰富一些。我当时就在想，是不是冥冥中有这样一个安排，生活在这里1亿多年前的蛙类，埋藏在暗无天日的岩层中，然后被我们一点一点用锤子一点点的敲了出来，那是不是它跟我们是有这样一种缘分、有这样一种联系，然后促使着我们对它进行一个研究。
大家看这个图片，我们一眼就可以识别出它就是蛙类，因为什么呢？它的身体形态非常的特殊，然后它的骨骼也高度的特化，比如说它的前肢很短、后肢很长，然后它的髂骨向前伸展，与脊椎骨融合，形成了一个杆状的尾杆骨，它的躯干骨又比较的紧凑，它的脊椎只有4到9个椎体，所以它的椎体比较少。然后它的头部的这个特征也非常的特殊，它的头又扁又短，然后它的上颌又有一排细小的牙齿，所以说这些特征能够帮助我们很好地识别蛙类，同时这些特征也能够帮助我们很好地识别蛙类的化石。尽管蛙类的骨骼非常的细弱，但是在这个化石记录中，也有很多蛙类化石被保存下来了，比如说最早的蛙类，就是在马达加斯加，早三叠式地层报道的三叠尾蟾，从这个三叠尾蟾的这个化石上，大家可以看到，它的这个头骨其实和现在的蛙类已经非常接近了，但是它的身体上还保存着一些比较原始的特征，比如说它有更多的腱前椎，它的尾杆骨还没有和脊椎融合，它的后肢比较短。
在这个复原图上我们能看出来，就是它可能不具备一个很好的像现代蛙类的一种跳跃能力。而到了侏罗纪的时候，真正和现代这个形态相似的一些蛙类才出现了，其中的这个前跳蟾被认为是最早的具备了跳跃能力的蛙类；而另外一个化石记录就是南蟾，那这个南蟾我们可以看，它的这个化石保存的非常完整，可以说是侏罗纪蛙类化石中一个比较完整的化石记录了，那它的这个骨骼和我们现在的蛙类也是非常相似的。值得一提的是这个南蟾，它的这个体型相对较大，它有12-14厘米这么大，这个大小其实在早期的蛙类中属于一个大个头了。到了白垩纪的时候，这个蛙类的化石的分布就更加广泛了，除了南极洲和大洋洲以外，其他地区都相继发现了一些蛙类的化石。
我们国家也是蛙类的宝库、蛙类化石的宝库，在辽西地区发现了辽蟾，然后在内蒙古东部地区发现了格尼蟾，然后就是我们在甘肃西部发现了我们今天要讲的故事的主角——这个蛙类化石。那我们刚才说了这么多，在化石的命名中，有的被命名为蟾，有的被命名为蛙，那么大家就会想，这个蛙和蟾到底有什么区别呢？
在化石中，我们往往是通过肩带的类型，来判断这个是青蛙还是蟾蜍，而在早期的蛙类，尤其是这个中生代的蛙类中，它的肩带类型基本上都是比较原始的弧胸型的肩带，所以说，这个早期的蛙类化石一般都是蟾蜍，而不是青蛙。
跟大家分享一个小插曲，就是我们当时在采到第一块标本的时候，看到它非常的兴奋，然后看到它这样圆润的体型、胖乎乎的一个身体，当时就觉得它是在河西地区发现的，那我们就把它命名成河西小胖蛙。后来专家又给我们一些建议，就说这个胖在蛙类中一般是暗指的是雌性，因为雌性的蛙类它会相对较胖，而雄性的蛙类一般相对较为瘦小，所以说这个胖可能在这个里面就不是特别的适合，因为我们无法从化石上来判断它是雌性还是雄性，所以说我们后面在正式命名的时候，就是以它发现的地方甘肃作为它的属名，以它采集的山脉作为它的种名祁连，所以说就是把它命名成了祁连甘肃蟾。
然后我们又对它进行了一些详细的研究，首先我们就想看看它的体型大小是否有一定的差异，一号标本我们看到了，它的这个推测的体长是32毫米，所以它们之间仅差了3毫米的这样一个身高，那这3毫米其实可以说是没有太大的差异，它们基本上是在体型上没有差异的。那么它们在其他的骨骼形态上具有差异吗？由于化石保存的局限性，很多骨骼的形态我们可能没有办法通过肉眼或者是通过显微镜能够很清晰地观察出来，所以说我们需要借助一些特殊的手段。
于是我们就尝试着对我们的化石，也就是祁连甘肃蟾的化石，进行了一个CT扫描，在2号标本CT扫描的结果，我们会发现它在岩石内部还隐藏了一条很长的后肢，也就是它有一个大长腿。那我们就对它的运动形式进行了一个分析，分析的结果表明，这个祁连甘肃蟾它的这个大长腿更适合跳跃或者是游泳，所以说它的这个运动形式和我们现在的蛙类其实是非常相似的。此外我们还可以通过对这个蛙类的骨骼的研究，尤其是它这个骨骼的形态、还有它骨化顺序的研究来判断它的相对年龄。
很遗憾，因为化石保存的局限性，它在保存的过程中经受挤压，然后变形、甚至破碎，所以说我们很难通过对它趾骨的这样一个研究，观察到它内部的一些生长线。但是我们却可以通过对它骨骼的形态的一些研究，来判断它的骨化的顺序或者是骨化的程度。从这个第一块标本上我们会看到，它的这个额顶骨的骨会相对比较粗壮，而第二块标本上它的额顶骨会比较纤细，因此第一块标本的额顶骨的骨化程度，要比第二块标本的额顶骨的骨化程度要强一些，或者要高一些；此外，腕骨的骨化程度也是存在着一定的区别，第一块标本的这个腕骨，它的这个骨化元素会更多，我们会看到它腕骨上的这个骨头相对数量较多一些，而第二块标本它的这个腕骨的这个骨化元素就比较少，它的这个骨头数量就相对较少。于是我们就得到了这样一个结论，第一块标本的这个年龄要大一些，要偏大，而第二块标本的这个年龄它要偏小一些。
但是我们对第二块标本研究的过程中，我们在它的这个腹部，腹部靠下的这样的位置发现了一些黑色的颗粒，这些黑色的颗粒在腹部的左侧，是呈现出了一个带状的排列，或者是串状的排列，然后在腹部的右侧是成团状排列的。那我们就在想，这些黑色的颗粒什么东西呢，是它腹腔内原有的东西呢，还是它吃到肚子里的，是外来的一些东西呢？我们就非常的好奇，于是就对这些黑色的颗粒展开了一系列的研究。我们先开始推测的就是，它是这个祁连甘肃蟾吃到肚子里的东西，那吃到肚子里的东西会是什么呢，是不是植物的种子呢？因为裸子植物的一些种子的形态和这个黑色颗粒的形态是比较相似的，然后我们又对蛙类的食谱进行了一个调研，发现其实蛙类它是不吃素的，它是纯正的肉食主义者，然后它的这个菜单主要就是昆虫，然后一些节肢动物，还有再就是一些小型的脊椎动物，所以说这个植物在它的食谱中是不存在的，所以我们就排除了这些黑色颗粒是植物种子的这样一个猜测。那这些黑色的颗粒又会是什么东西呢？那它不是外来的，那它很可能就是什么，就是它体内的东西了，那是它体内的东西的话，它又是呈现出来这样一个看似比较规则的排列，左侧是这种带状排列，而右侧是团块状排列，那我们就有了一个大胆的推测，那是不是这些黑色的颗粒就是蛙的卵呢？我们也把这些黑色颗粒和现在的蛙的卵进行了一个研究，我们会发现，它的这个排列的形态其实和化石上的这个形态是比较相似的，这个黑色颗粒的大小是0.8个毫米，然后挖的卵的这个大小是在0.7到七毫米之间，所以说在这个大小范围上也是比较合适的，也是比较对应的。
那么它是不是卵？但是卵团它是一个典型的软组织，这种软组织在这个化石保存的这个情况下，它能被保存下来吗？我们又查了一些化石记录，发现其实这个化石记录中也有卵的报道，比如说在这个美国德克萨什州早二叠式的地层中就发现了两栖类的卵，然后又在土耳其中新世的蝌蚪体内，也发现了一些疑似蛙卵的痕迹，在德国上新世也发现了一个带卵的青蛙化石。然后再就是琥珀中也有保存蛙卵的记录，比如说多米尼亚共和国中新世的这个琥珀中，就保存了一个正要孵化成蝌蚪的卵。然后再就是缅甸的晚白垩市的琥珀中，发现了卵团保存的化石，所以说，虽然两栖类的卵化石在地质记录中是屈指可数的，但是它仍然可以保存下来，然后我们又对现代的蛙类的卵，和化石上的疑似卵的这样一些颗粒，进行了一个详细地对比，我们会发现，现在的蛙类，它的卵在输卵管中的形态，和在卵巢中的形态是截然不同的。在输卵管中，由于卵通过输卵管的时候，它会受到挤压，所以说它的卵一般会呈现出卵圆形，或者是这种水滴形或者是蚕豆形的这样一个形态，所以它的形态不是很规则，就跟我们这个化石腹腔左侧保存的这些黑色颗粒的形态是比较相似的，它也是这种水滴形，或者是蚕豆形的这样一个形态。而卵巢中的卵由于它挤压在一起，所以说它就是呈团块状，这个形态跟我们化石上的右侧腹腔内的成团状排列的卵，这个形态也高度相似。于是我们就得到了这样一个结论，就是我们发现的这个化石它是一只怀孕的青蛙，它的体内是有卵的。通过前面我们对它骨骼形态的一个研究，它的骨化程度相对较低，它是处于一个骨骼未发育成熟的阶段，但是它的体内有卵，有卵就证明它已经达到了一个性成熟的一个阶段，所以说这只怀孕的青蛙在没有骨骼发育成熟的阶段下，它就已经可以生殖产生后代了，因此我们得出了祁连甘肃蟾的个体发育阶段是，它的性成熟要早于骨成熟的。
这个现象其实在脊椎动物中是比较常见的一个现象，比如说，尤其是在两栖类和爬行类中。现在的两栖类和爬行类，它就是一种不确定性生长的发育模式，就是它在性成熟的时候，它的骨骼还没有发育成熟，所以说在骨骼没有发育成熟的时候，它就已经可以产生后代了。而高等的哺乳类和鸟类，它的发育的模式就是确定性生长，它就是在它性成熟的时候，它的骨骼已经基本上发育成熟了，它也基本上达到了性成熟的这样一个阶段。因此我们就可以对我们的化石展开一个生殖行为的研究，因为我们都知道，现代的蛙类它的生殖行为是一种抱对行为，这个抱对行为并不是一个交配行为，而是雄性通过抱对，然后刺激雌性把卵排出体外，然后卵排出体外了，这个卵才在水中受精，然后完成它的生殖过程。所以说抱对行为它是一个刺激雌性排卵的行为，而从化石上我们刚才也说了，就是它左侧腹腔中的卵是呈带状排列的，并且它的周围有一些疑似包裹的物质，所以我们就推测，它是在输卵管中的卵。那输卵管中的卵说明什么呢？说明它正在排卵，也就是说这只怀孕的青蛙，它刚经历过抱对行为，那刚经历过抱对行为，它就被保存为化石了，那这种概率是非常罕见的。于是我们就开始对它的死亡原因进行推测，那根据它埋藏的这个层位，我们推测当时是一个弱水动力的环境，也就是它没有经受太远距离的搬运，是一个近原地或者是原地的一个埋藏模式，而我们在这个地区工作了数十年，这么漫长的一个时期，然后我们只采到了两块标本，所以说它又排除了集群死亡的这样一个可能性，所以就排除了它是由于火山爆发，或者是环境污染等等一系列的环境突变造成的大规模的这样一个死亡。此外它处于骨骼未发育成熟的一个阶段，也就是它处于一个青年阶段，它同时又处于一个繁殖期，那繁殖期的话，我们也排除了它是老弱病残，或者是由于疾病导致它死亡的这样一个原因。通过对现代蛙类的一些研究发现，在繁殖季节里，抱对行为会导致雌性有一个高风险的死亡率，所以说这个怀孕的青蛙很有可能就是抱对行为后的一个虚弱窒息死亡。
正是通过这么一小块蛙类化石，能够让我们了解到一亿多年前，蛙类的生活习性和它的生长发育模式，能够让我们了解到它生命的这样一个精彩的故事，这就是我们古生物化石研究的魅力，它能够带给我们生命演化的启示。我今天要给大家分享的化石里的故事，就给大家讲完了，谢谢大家的关注。
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