新疆哈密翼龙动物群及其集群死亡事件研究

A new Cretaceous pterosaur fauna has been discovered from Xinjiang, China in the last ten years, in which the fossils are abundant. It is the first discovery of the three-dimensionally preserved male and female pterosaurs associated with their eggs and embryos. Basing on the exploration and excavation in field and the preparation in the lab, this project will reconstruct the skeleton of Hamipterus and its skull ridge. It will study dinosaurs and other vertebrates in this fauna, look for new pterosaur taxa, and understand the animal group and diversity. With the high resolution CT scanner, the pterosaur embryos will be reconstructed. Comparing the thin-section of the pterosaur eggshell and embryo bones with those of dinosaurs, birds, and other reptiles, we want to know more about the embryo development model and the reproduction strategy. The thin-section of the same position in the same bone from the different ontogenetic stages, from embryo to adult, will be sliced. We can establish an ontogenetic sequence of the bone tissue, and know the change of the growth rate. With the morphology study, the ontogenetic characters will be discussed. Basing on the study of the event deposit, taphonomy and paleoenviroment, we will understand the accurate horizons, the stratigraphic sequence, the living age, and the paleoenviroment background, and then we can analyze the reasons of special burying and mass morality.

近十年来，新疆哈密地区发现一新的白垩纪翼龙动物群，化石埋藏极为丰富，首次发现大量三维保存的雌雄翼龙个体及共生的翼龙蛋和胚胎化石等。本项目将在野外剖面观察、化石发掘和修理基础上，重建哈密翼龙的骨骼形态及雌雄翼龙个体的头饰形态；研究共生的恐龙等脊椎动物化石，寻找可能的翼龙新属种，了解动物群面貌和多样性特征；利用高精度CT扫描等，对翼龙胚胎进行三维重建，对翼龙蛋壳与胚胎骨骼进行显微结构和组织学切片，并与恐龙、现生鸟类及爬行动物的蛋与胚胎进行对比，了解哈密翼龙的胚胎发育模式及繁殖习性；从胚胎到成年个体不同发育阶段的哈密翼龙同一骨骼的同一部位进行系统切片，建立骨组织的个体发育序列，了解生长速率的变化规律，并结合形态学研究，讨论哈密翼龙个体发育特征；在事件沉积、化石埋藏和古环境研究的基础上，明确哈密翼龙动物群的产出层位、地层序列、生存年代和古环境背景，分析哈密翼龙动物群特异埋藏规律和集群死亡的原因。

早白垩世哈密翼龙动物群是已知全世界翼龙化石最丰富的动物群。本项目通过对哈密及天山南北中生代盆地沉积地层的野外考察，在哈密翼龙动物群和乌尔禾翼龙动物群中，新发现大量翼龙、恐龙骨骼化石富集层位和地点，以及与之共生的包括翼龙、恐龙、鸟类和龟类等白垩纪脊椎动物足迹群、侏罗纪恐龙足迹群和侏罗纪森林等，采集数千件标本。在化石科学修理的基础上，与国内其他相关的脊椎动物化石进行对比研究，在翼龙、翼龙蛋和胚胎等及恐龙足迹等方面取得了许多新进展，发表研究论文25篇，其中SCI论文16篇（1篇Science），完成专著1部，研究成果获“2017年度中国古生物学十大进展”首位和“2018年度中国科学十大进展”30位候选进展。主要成果包括：对哈密翼龙一件大型标本上超过200枚的3D翼龙蛋及16枚3D胚胎进行深入研究，这不仅是3D立体保存的翼龙胚胎在全世界的首次发现，同时还首次提出哈密翼龙在孵化之后只能地面行走还不能飞行，代表了一种相对早熟的胚胎发育模式的观点。对化石特异埋藏和沉积特征的研究显示，大型湖泊风暴事件导致翼龙动物群集群死亡并短距离搬运快速埋藏。对与哈密翼龙动物群相隔的天山以北大致相同时期的乌尔禾翼龙动物群开展对比研究，特别是对准噶尔翼龙腭区的研究，补充了其头骨的形态学特征，同时揭示了其食性和生活习性。在乌尔禾翼龙化石层位，发现了目前最大的亚洲足迹，并建立牛氏亚洲足迹一新种，推测造迹恐龙漫步于滨浅湖环境。对比研究了辽西热河生物群和燕辽动物群的多件翼龙标本，增加了这两个时期翼龙的多样性，并对翼龙的舌骨、头脊、胸骨以及关键演化环节进行了深入的研究。与文化遗迹保护机构合作，对哈密翼龙化石及其围岩风化机理和保护开展研究，认为湿度变化是导致其风化破碎的主要原因，同时发现新的保护材料适合哈密翼龙化石的加固保护。协助哈密地方政府成功申报了哈密翼龙—雅丹国家地质公园，对重要化石地点进行有效保护。