文嘉棋
文嘉棋
生命科學助理教授

恐龍到鳥類的演化

過去150年來,古脊椎動物學家研究恐龍和其他史前生物的化石時,焦點都放在骨頭上。人類對史前世界的生態系統的認識,仍有很多空白,例如恐龍的移動形態、牠們多樣化的生活方式,以及一些恐龍物種及早期鳥類如何發展出飛行能力等。由於數據缺乏,這些範疇一直流傳着許多揣測和傳說。

中大的文嘉棋教授(Michael Pittman)運用嶄新科技發掘了化石裏重要的資料,徹底改變了人們對史前生物的認識。文教授說:「雀鳥是恐龍的一種。我很有興趣研究一些恐龍物種如何由只會走路和奔跑,演變成會飛行。這可說是自魚走出水面爬上陸地之後最重要的生物演化。這個課題多年來困惑着科學家,而我的主要挑戰,就是填補這些空白。」

照亮化石中的軟組織

文教授團隊於2017年研發了鐳射螢光成像技術(Laser-Stimulated Fluorescence)進行古生物學化石研究。此前,紫外光成像是最相近的方法。

這項突破性的技術能將隱藏在化石中的軟組織照出來,勾劃身體輪廓,顯示皮膚及其他軟組織的細節,精準度為前所未有。此外,鐳射光與化石中的礦物交合,化石中的化學成分會以不同顏色顯示,透露出更多資訊。

文教授說:「運用鐳射螢光成像技術,令我們能將恐龍化石裏的肉重現在骨頭上,並發掘出其他新資料,這些都是紫外成像不能做到的。」

發現與協作

「這些重要資料使古生物學界能更準確地重構飛行恐龍和早期鳥類的飛行能力。」

— 文嘉棋教授

2022年,中大古生物學團隊與內地和美國專家合作,發現了關於飛行恐龍的重要資料。

文教授說:「現代雀鳥用胸肌撲翼飛行,而牠們的祖先,即飛行恐龍和早期鳥類,科學界一直揣測是既用胸肌,也用肩膊肌肉。我們使用鐳射螢光成像技術,檢視飛行恐龍和早期鳥類的化石,終於發現了在這些化石裏鮮有地保存下來、難以看見的軟組織,這些軟組織支撐牠們撲翼飛行。這證實了科學界以往揣測。這些重要資料使古生物學界能更準確地重構早期的飛行能力。」研究結果已發表在《美國國家科學院院刊》。

在該研究中,國際團隊用鐳射螢光成像技術檢視了山東天宇自然博物館的逾千件館藏,是出土自中國北部、屬於侏羅紀晚期及白堊紀早期的獸腳類飛行恐龍化石。

文教授亦不時應邀到世界各地博物館和大學使用鐳射螢光成像研究化石。他的研究成果今年已在位於東京的日本國立科學博物館的特別展覽中展出。他研發的鐳射螢光成像亦為國際間應用作研究早期鳥類及其他生物,例如菊石,亦曾應用於考古學。

文教授亦定期到戈壁沙漠及巴塔哥尼亞沙漠作田野工作,發掘恐龍化石,研究岡瓦那古大陸(Gondwana)的恐龍生態系統。

古生物學:化石上重現恐龍肉
鐳射螢光成像技術(LSF)顯示了孔子鳥的巨大肩