穿越时空“远古问诊”，探寻恐龙等古生物“生病”之谜
在远古时期，要是生物生病了，该怎么办？我们如何知道远古生物“生病”了？↑ 游客参观“远古问诊——古生物有‘病’专题展”。当人生病了，会去人类医院；当宠物生病了，会去宠物医院……那在远古时期，要是生物生病了，该怎么办？我们如何知道远古生物“生病”了？一周前，好消息从自贡恐龙博物馆传来：该馆策划的“远古问诊——古生物有‘病’专题展”获评2023年度四川省博物馆“十大陈列展览精品”。作为国内首个原创古生物病理展，该展以“问诊”古生物为主题，通过“古生物学+古病理学+现代医学”的跨界融合研究，创新科技手段，带领观众走进“诊疗室”，去探寻古生物的“疑难杂症”之谜。自去年9月开展以来，展览已吸引游客150万人次。↑ 这是“远古问诊——古生物有‘病’专题展”的四川巨棘龙股骨（复制品）。恐龙也会骨折我们如何知道远古生物“生病”了？业内人士说，随着越来越多的化石被发现，奇异的化石标本也越来越多，其中“有病”的化石标本因为具有明显的外部特征，易于分辨而受到关注。“有病的化石标本是动物受伤后继续生存、骨骼发生病变的现象，例如骨瘤、骨疽、骨痂、骨髓炎、寄生病、脊椎变形等。”自贡恐龙博物馆研究部副主任、研究馆员郝宝鞘说，以骨折为例，现代医学上依据骨折前骨组织是否正常，分为外伤性骨折和病理性骨折。其中，骨结构正常、因暴力引起的骨折，称为外伤性骨折；发生骨折以前，骨骼本身已经有了一定的骨病，造成骨头的耐受力减弱，继而发生了骨折，则被称为病理性骨折。在展览中，四川巨棘龙化石就是典型的病理性骨折。这是一种生活在侏罗纪晚期、较原始的剑龙，个子不大，因尾部末端长着四根尖锐的尾刺，以及一对巨大且独特的“逗号”状肩棘，又被称为恐龙“刀客”。从2018年开始研究，郝宝鞘团队发现四川巨棘龙化石的左右股骨存在明显不同。“通过对比其左、右股骨，发现它们在外形上存在很大区别，左股骨中间区域明显膨大，对比右股骨有明显增粗的迹象。”郝宝鞘说。为何会增粗？寻找答案并不容易，难点有二：首先是方法。此前，针对化石骨病的研究一般局限于形态学描述，或者采用骨组织学的方式进行研究。由于化石属于重要的文物，又不能进行切片等破坏性研究，因此这种研究说服力不足。第二，为何不借助仪器手段？“精度不高，CT拍片穿不透化石。”郝宝鞘说，原计划拿到北京去“扫描”，但碰巧自贡市第一人民医院放射科引进了新设备，“我们想着尝试一下，对四川巨棘龙左右股骨进行了3D成像、常规CT和能谱CT扫描。”郝宝鞘记得，当天下午将化石送到医院，直到晚上返回，这期间为“打穿”化石，连续用最大值拍了五次，“这也是国内第一个用能谱CT去测量化石的做法。”CT显示，病变集中在四川巨棘龙的左股骨侧，有较明显的多发囊样结构，在现代医学上被称为骨的囊样变。这种病理现象在骨纤维异常增值、多发骨囊肿等骨病中都可能出现。更为重要的是，此次拍片打出了能谱数据，为古病理研究提供了分析依据。“要知道分析是最难的，利用数据测量，区别出次生物质，需要考虑化石的沉积成分、物质成分等因素。”郝宝鞘说，根据能谱数据，发现其右侧股骨中也出现了一些类似病变区的阴影，推测可能是得了一种可以扩散的骨病，而“扩散”往往是恶性肿瘤的特征。团队在骨病的基础上进一步分析，观察到其病变区出现了扭曲、错位和位移。“我们进一步推测是由于恶性骨肿瘤造成骨的结构改变，强度减低，造成了骨的应力不良，从而发生骨折。”郝宝鞘说，团队还将研究成果以《恐龙化石骨折的不同类型》科研论文的形式，在线发表在英国SCI期刊《历史生物学》上。↑ 这是“远古问诊——古生物有‘病’专题展”内“恐龙拍CT”的互动装置。科普还原受伤过程不少古生物“身上”还出现了由外伤引发的病症。记者从展览上看到了一张特别的翼龙化石标本图片。“图上展示的化石标本来自白垩纪早期，是古生物专家在巴西东北部地区的采石场里得到的，完美地记录了翼龙受伤时刻。”郝宝鞘说，根据受伤特征，专家推测，这只翼龙可能存在误食现象。究竟为何会误食？展览的科普漫画模拟了全过程——只见这只翼龙从空中快速俯冲下来，误把树枝当成了鱼。当它准备往嘴里吞咽时，却发现怎么也吞不下，甚至连嘴巴都合不上了。紧接着，它着急地来到岸边着陆，尝试着用前爪挠掉卡在嘴里的东西，奈何这条看似肥美的“鱼”卡得很紧，直直地立在嘴巴中间，刺穿了下颌。“从化石能看出，翼龙的下颌被扎穿，且树枝下端不平坦。”郝宝鞘说，说明它使劲摩擦下颌，企图挣脱嘴里的异物。大至恐龙骨折，小到虫子也会因伤生病。展览的“急诊科”里，一个来自山东莱芜的寒武纪时期的三叶虫标本吸引了观众。“不同于因保存时不小心弄断的光滑切面，这个三叶虫标本能明显看到其边缘膨大、愈合的迹象，说明是外力让它受伤了。”郝宝鞘进一步解释，有可能是它在古海洋里游弋时被顶级掠食者咬了一口。当前，依托大量的化石标本和技术手段应用，我国对恐龙等古生物的研究处于世界前列。郝宝鞘说，接下来要推动展览走出去，譬如近如泸州、远至新疆等地。同时还将聚焦古环境复原研究，用先进的技术手段复原恐龙生活的环境，并进行模型开发，开展科学复原，更好地推动恐龙等古生物研究。↑ 家长带着小朋友参观自贡恐龙博物馆。链接：“镇馆之宝”奠定展览基础为何能举办这一展览？在郝宝鞘等人看来，正是基于丰富且珍贵的馆藏。什么才算“镇馆之宝”？“主要考虑其科研价值、保存完整程度等因素，这些保存完整的化石标本能展现古生物的骨骼特征、反映演化发展的重要信息。”自贡恐龙博物馆研究部主任、研究馆员江山说。展览上，左肩胛骨出现了明显骨质增生现象的和平永川龙就是“镇馆之宝”之一。“它非常厉害，是侏罗纪时期四川盆地的霸主，是处于同时期食物链金字塔顶端的存在。”江山说，1985年自贡市和平乡村民修建房屋时发现几块恐龙的尾椎化石，上报自贡恐龙博物馆。之后由自贡恐龙博物馆采集修理，获得一具较为完整的肉食性恐龙骨架。“因其保存较完整，传递了大量兽脚类恐龙的特征信息，在兽脚类恐龙演化中占有重要地位，科研价值非常高。”其中，和平永川龙头骨的保存情况更是世界级的。记者看到，其头骨有1米多长，若要环抱，得用两只手，其牙齿锋利、呈匕首状。“强壮的下颌骨和牙齿设计说明其具有强大的咬合力。”江山说，值得注意的是，头骨上的眼孔、眼前孔等开孔大，“这不仅能减轻头部的重量，还反映其视野宽、视力好，有利于捕食。”与恐龙化石打交道20多年来，江山认为，研究工作不是一帆风顺的，野外调查发掘工作也很辛苦，但一旦有了发现，一切都是值得的。接下来，他和团队将运用新的技术手段和研究方法，对以前的标本进行重新观察，发现以前没关注到的价值点。原标题：《科创未来丨穿越时空“远古问诊”，探寻恐龙等古生物“生病”之谜》来源：四川在线作者：宁宁、卢春阳编辑：诸鹏飞审核：盛捷
2024-05-28
