科學家首次在琥珀化石中發現9000萬年前的蛇類

南都訊　7月19日凌晨，來自中國、加拿大、美國和澳大利亞的科學家團隊宣布，首次在琥珀裡發現了蛇類標本，研究發表於《科學》旗下子刊《科學進展》（Science Advances，影響因子為11.511）上。

包裹著緬甸曉蛇的琥珀 攝影：賈曉

9.5厘米長的蛇寶寶

該研究由中國地質大學（北京）副教授邢立達、加拿大艾伯塔大學教授、生物系主任邁克爾·考德威爾（Michael W. Caldwell）、中國科學院動物研究所研究人員陳睿等共同進行。

邢立達，邁克爾·考德威爾，蘭德爾·尼達姆和白明在中科院動物所

邢立達介紹，這次發現蛇類標本的琥珀有兩塊，一塊包含半條小蛇的骨骼，一塊包裹著一片蛇皮。

發現蛇骨骼標本的琥珀來自一名琥珀愛好者，經顯微CT成像顯示，其中保存了長4.75厘米的連續的顱後骨骼，包括了約97枚椎骨、肋骨和部分皮膚，這97枚椎骨中的前87節加上肋骨構成了軀乾，剩餘10節構成尾部，“參照同時代的蛇類，如果標本完整，琥珀蛇的長度大約為9.5厘米”。

這條不到10厘米的蛇，單一椎骨也非常小，軀乾椎體長約0.5毫米，尾椎長約0.35毫米，它很可能是一隻剛出生不久的蛇寶寶。

包含蛇皮的琥珀來自一名琥珀商人，琥珀中是一隻大型蛇類的蛻皮，鱗片呈菱形或圓菱形，鱗片間的表皮上有深線，一些區域能看到顏色的變化，但很可能不是原來的色彩，此外還能觀察到圓形或環狀的花紋。這張蛇皮的主人體長可能可達60至70厘米，是當時緬甸琥珀森林的大型掠食者。

琥珀中的蛇皮 攝影Ryan C. McKellar

蛇化石極為稀有

邢立達介紹，與其它脊椎動物化石相比，蛇化石是極為稀有的，這可能是因為大多數蛇類骨骼的質地都不是很堅硬，能形成化石並保存下來非常不易，而且，此前人們也從未在琥珀中發現過蛇類。

這一次的琥珀內容物是怎樣被確定為蛇類的？科學家們在2016年初拿到這兩塊琥珀，然後耗費了近一年時間來重建骨骼的三維結構。論文合著者之一、中國科學院動物所副研究員白明介紹，這批標本中最重要的一件已經有些許腐爛，已經暴露出骨骼，這種情況反而對顯微CT等無損設備的成像十分有利，通過對CT數據的重建、分割和融合，學者們最終無損得到了所有骨骼的高清3D形態。

緬甸曉蛇和對應的CT重建 攝影白明

加拿大艾伯塔大學生物系主任邁克爾·考德威爾（Michael W. Caldwell）教授研究了標本的3D形態，發現，它有著明顯的腹下椎骨（前泄殖腔椎骨），一共87節，推測總共有160節，而且標本的脊椎骨還有著特化的椎弧凹與椎弧凸，這是蛇類的重要特徵，這兩個結構互相鑲嵌著形成球狀窩，使得蛇的每一節脊椎骨都能牢牢的相扣，並且又能轉動靈活。

緬甸曉蛇的CT重建

曾被誤認為蜥蜴化石

根據其骨學特徵，研究者們將這件標本命名為緬甸曉蛇（Xiaophismyanmarensis），屬名Xiaophis中的“Xiao”源自中文“曉”，向發現該枚琥珀的賈曉女士致敬，ophis為希臘語中的蛇，種名“myanmarensis”表明化石發現於緬甸。

研究者之一陳睿解釋，“曉”字有多層含義，不僅是收藏者的名字，也有破曉之意，暗示了這條蛇的原始，此外，也與“小”字同音，暗示著極小的標本。

據這塊琥珀的發現人賈曉講述，發現它的過程相當曲折。2016年初她在開一批琥珀原石時發現了它，當時它“黑乎乎的毫不起眼”，磨開了部分表皮後有一段動物包裹體和碳化的植物碎屑，像是巨大的蜈蚣，但在放大鏡下仔細看後發現，“蜈蚣腿”其實是在動物體內，又像一隻殘破的小蜥蜴的肋骨，而蜥蜴琥珀她已經有幾塊了，加上這塊的珀體並不好看，她沒有繼續研磨，收了起來。

轉機發生在不久後，賈曉與家人去旅遊，在香港轉機，路過一個小畫廊時，看到一幅精美的畫中畫著眼鏡蛇骨架，她多看了幾眼，發現，畫裡的蛇骨跟那塊琥珀裡的“實在太像了”。之後，這塊琥珀被磨去全部表皮，送到了邢立達手裡。

賈曉女士和緬甸曉蛇琥珀

來自0.99億年前的恐龍時代

論文作者之一、美國中西大學蘭德爾·尼達姆教授（Randall L. Nydam）介紹，緬甸曉蛇可以說是現在蛇類的祖先之一，“緬甸曉蛇的顱後骨骼顯示與其他白堊紀岡瓦納蛇類極高的相似性，如阿根廷發現的、距今9000萬年的狡蛇（Najash）和恐蛇（Dinilysia）。將緬甸曉蛇加入到早期蛇的系統發生分析中後發現，緬甸曉蛇位於岡瓦納基乾類群中，如狡蛇（Najash）、恐蛇（Dinilysia）和古裂口蛇（Sanajeh）及現代蛇（冠群）之間。”

另外，這兩塊琥珀中都含有昆蟲、昆蟲糞便和植物殘留物，提供了當時的森林生態系統記錄，邢立達介紹，它們都與緬甸著名的琥珀產區——緬甸北部克欽邦胡岡谷地所產琥珀一致，而此地琥珀中的火山灰測定出其地質年齡約為0.99億年。

也就是說，這是兩件0.99億年前的蛇類標本，那個時代正值中生代白堊紀，即恐龍時代之一。

實際上，蛇的祖先可以追溯到更早的侏羅紀中期，但那時的化石比較破碎，提供的資訊不多，到了緬甸曉蛇生活的晚白堊世早期（約1億至9500萬年），蛇類已經有了全球性分布，南歐、非洲、北美、中東和南美都曾發現蛇類化石，但都是岩石中的化石，琥珀裡的蛇類化石，這次是第一次發現。

緬甸曉蛇複原圖 繪圖劉毅

生活在熱帶雨林環境中

緬甸琥珀中保存的一些植物和無脊椎動物表明，緬甸曉蛇生活的環境，是一個包含有淡水棲息地的、潮濕溫暖的熱帶雨林生態系統。海生介形類的存在則表明，部分琥珀森林亦瀕臨海岸線。

緬甸曉蛇是首次在中生代森林環境中發現的蛇類，表明早期蛇類的生態多樣性比以前的人為地更為多樣。

邁克爾·考德威爾教授假設，緬甸曉蛇可能從水生蛇類演化而來，後來遷徙到了外來地塊的島嶼陸生環境中；特提斯海裡廣泛分布著多種森諾曼階海生蛇，南美最近也發現森諾曼階的海生蛇，這都表明在陸生和水生環境中的蛇類多樣性出乎人們的意料。

邢立達說，緬甸曉蛇等蛇類琥珀的發現，是人類首次在琥珀中找到蛇類，也是首次在化石記錄中發現新生蛇，其個體發生學特徵在蛇類化石中可以說是史無前例，這些琥珀為自然界最成功和最具代表性的動物群之一提供了絕佳的演化線索。

緬甸蛇類複原圖 繪圖劉毅

2016年至今，邢立達團隊還發現了琥珀中的各種古鳥類、恐龍、介形類和蛙類。

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采寫：南都記者 李文