在中國發現的一個蛋化石帶來了一個驚喜：一只史前巨龜的寶寶。插圖：MASATO HATTORI
產下這枚卵的烏龜的殼，長度可能和一個人一樣高，它們曾與恐龍一起在地球上漫步。
2018 年夏天，古生物學家韓鳳祿和江海水站在中國河南省的一個農民家裏，低頭仔細端詳著一盒圓形的巖石塊。這位農民在內鄉縣他家附近收集來了這盒寶藏，內鄉縣以恐龍蛋而聞名。其中的一顆石球引起了科學家們的註意，這塊化石的大小和形狀與臺球一般，與此前見過的任何恐龍蛋都不一樣。
武漢的中國地質大學的韓鳳祿和江海水最初認為這顆蛋可能來自一種新的恐龍物種，但經過仔細的分析，發現情況更為罕見，藏在蛋化石裏的是一種已滅絕的巨型龜類的遺骸。
白堊紀時期的蛋化石，裏面有一個罕見的龜胚胎。攝影：柯玉政
根據發表在《英國皇家學會學報B》上的一項新研究 ，新發現的化石屬於一種已滅絕的陸棲龜類，被稱為 nanhsiungchelyids 。這個種群規模一度非常巨大，並在白堊紀（從 1.45億年到至6600 萬年前）與恐龍在地球上並存。研究小組估計，產下這枚化石卵的烏龜是迄今為止已知最大的龜之一，其體型異常龐大，龜殼的長度可能與一個普通人的高度差不多。
“無論如何，這些都不是小烏龜。”這項新研究的作者、加拿大阿爾伯塔省卡爾加裏大學的古生物學家Darla Zelenitsky說。
要發掘任何生物的化石胚胎都很不常見。隨著時間的推移，未發育完全的動物的脆弱組織和骨骼很容易分解。Zelenitsky 說，龜胚胎甚至比恐龍胚胎更為罕見，部分原因可能是因為大多數龜類的蛋很小，殼也很薄。迄今為止被發現的龜胚胎化石屈指可數，並且它們的保存完好度之低，讓科學家無法將其歸類進龜類的物種族譜中去。
這個新發現的化石胚胎幫助研究小組辨認出了屬於同一種群的其他龜卵，為了解它們古老的築巢行為和如何進化適應提供了一個窗口。
丹佛自然科學博物館古脊椎動物學副館長Tyler Lyson（不屬於該化石研究小組）表示，雖然從單個化石中能得出的結論有限，但這一古老龜胚胎的發現是一個有希望的跡象，表明還有更多的東西等待揭開，“一切只是時間問題。”
重建小烏龜
韓、江二人第一眼見到這顆化石蛋的時候，一對細長的骨頭從一側的裂縫中探出，這是唯一的線索，暗示著化石裏有不尋常的寶藏。這位農民同意讓科學家們拿走這枚蛋進行研究，還帶他們來到了發現這顆奇怪蛋化石的地點。韓鳳祿在郵件裏寫道，他們在這個地方還發現了其他幾個化石，但很遺憾這些化石經歷了幾千萬年的風霜後，並沒有很完好地保存下來。
回到實驗室，研究人員用微型計算機斷層掃描(CT)掃描了農民撿來的這顆蛋，利用X 光線觀察該化石光滑的巖石表面之下的結構。CT圖像顯示蛋內有一團脫節的骨頭。為了理清這些雜亂無章的構造，該團隊在三維空間中重建了每塊骨頭，然後組裝了一個虛擬的微小骨架。
洛杉磯加利福尼亞州立大學專門研究胚胎的爬行動物進化生物學家Raul Diaz（未參與該項研究）說，總體而言，這一胚胎與現代龜驚人地相似。他指出胚胎的扁平肋骨，隨著龜成長形成保護殼的底層結構，肋骨會變硬並擴展開來。“要我說，這與我平時在實驗室中看到的幾乎沒有區別。”
不過，有一些關鍵特征有助於識別出古龜這一種群。例如，Zelenitsky 說，nanhsiungchelyids的上顎骨便有著顯著特征，它略呈方形，後緣呈鋸齒狀。
堅硬的蛋殼
這一龜卵最引人註目的特征，或許是它堅固的外殼。不同於其他龜類的蛋，它的殼足足有 2 毫米厚，而常見的龜蛋殼往往像紙一樣薄。從海龜粗糙皮革質感的蛋，到加拉帕戈斯象龜的堅硬的蛋，現代龜的蛋殼厚度也各有不同。但根據研究小組的數據，新發現的龜蛋外殼比加拉帕戈斯巨人之一的象龜的外殼還要厚約四倍。
古龜形成堅硬的蛋殼的確切原因尚不明確，厚度可能是對當時幹旱氣候的一種適應，這是根據在與蛋化石相同巖層中發現的植被推斷出來的。厚殼可以減少蛋的水分流失，或者如果古龜將巢穴挖在很深的地下，厚殼更不容易破裂。
不管厚殼的作用是什麼，Zelenitsky說，“我不知道小烏龜是怎麼孵出來的。”新生的烏龜在試圖破殼時肯定得非常用勁地彎曲和伸展四肢。
和恐龍一同滅絕
nanhsiungchelyid龜在陸地上生活和築巢，這可能導致了它們的消亡。大約 6600 萬年前，當一顆巨大的小行星撞擊地球時，該種群與所有非鳥類恐龍一起滅絕了。撞擊釋放出的能量將灼熱的巖石拋向天空，點燃了大片土地。“地表上的一切都被煮沸了。” Lyson說。
但他說，“大多數龜類都能順利度過”滅絕，這包括水生的河龜，它們是 nanhsiungchelyids 的親戚，它們習慣生活在水下，這可能使它們免受小行星爆炸的影響。飲食可能也是龜類死亡的原因之一，因為 nanhsiungchelyids 是嚴格的素食動物，如此有限的食物範圍使它們很難在撞擊後的世界中覓食。
撞擊過後，再也沒有看到像nanhsiungchelyids這樣的龜卵蛋殼，研究人員認為厚殼可能不適合環境的急劇變化。但要想弄清楚厚殼消失的確切原因，還需要更多的信息。
新奧爾良路易斯安那州立大學的進化生物學家Emma Schachner（非研究小組成員）說，這一新的研究也表明古生物學如今已發展到了多遠。在不破壞化石的情況下，過去的科學家只能研究其外觀，但現在，可以重建一整個數字世界。“在我看來，這個模型絕對是它的與眾不同之處。”她在談到這項新研究時說。
然而，這項工作也表明，關於古代龜類還有很多需要了解的地方。Lyson說，與極富魅力的恐龍相比，投入時間研究古龜的研究人員要少得多。但是龜類很神秘，“它們的身體結構與任何其他動物完全不同。”他說。
他希望，像這只龜胚胎化石這樣的發現，能激發新一代人研究這些稀奇古怪的生物是如何存在的。他說，我們需要的是“更多優秀的龜化石工作者”。
（譯者：靜靜子）