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科研进展

热河生物群发现新种镰刀龙类——凯拉神龙揭示早期镰刀龙类的生态分化

发表日期:2026-09-17来源:放大 缩小

9月10日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星院士研究团队在国际期刊《系统古生物学杂志》(Journal of Systematic Palaeontology)发表了一项关于热河生物群镰刀龙类的新研究,描述了一新种镰刀龙类恐龙——昌黎凯拉神龙(Kayrasaurus changliensis)。研究显示,这种新恐龙不仅是目前已知热河生物群镰刀龙类中体型最大的成员,其独特的形态特征也为理解早期镰刀龙类的演化与生态适应提供了新的线索。

河生物群中体型最大的龙类新种

此次研究描述的新种——昌黎凯拉神龙(Kayrasaurus changliensis)来自中国辽宁西部下白垩统义县组。属名中的Kayra源自突厥萨满信仰中的创世神凯拉,传说其为死神埃里克(Erlik)的父亲,以此象征昌黎凯拉神龙与另一种晚期镰刀龙类——死神龙(Erlikosaurus)之间的系统发育关系。种名则源自“昌黎”,为化石产地三国时期的古称。

凯拉神龙的正型标本(IVPP V 18957)保存了一具近乎完整的骨骼,仅缺乏后肢及部分骨盆等腰带骨骼(图1)。根据骨骼特征判断,该标本尚未达到成年体型,属于骨骼未成熟个体。

图1,凯拉神龙的正型标本(IVPP V 18957)保存的骨骼及形象复原图。(绘图:廖俊棋)

值得注意的是,即使尚未完全成长,这件标本的体长已超过3.6米,估计至少是目前已知第二大型热河生物群镰刀龙类——北票龙(Beipiaosaurus)正型标本(IVPP V 11559)的1.6倍。这表明在早白垩世的热河生物群中,镰刀龙类已经呈现出显著的体型差异。

除了体型之外,昌黎凯拉神龙还具有一系列独特的形态特征。例如,其牙齿极为细小且排列紧密,颈椎椎体明显长于背椎椎体,第四手指的末端爪还具有向背侧延伸的特殊“唇状”结构。这些特征组合使其有别于其他已知镰刀龙类,也显示早期镰刀龙类已经具有丰富的形态多样性。

此外,研究团队利用计算机断层扫描(CT)技术对凯拉神龙的头骨进行三维重建(图2),进一步观察和比较其脑颅及颚部结构。由于早期镰刀龙类的头部化石材料相对有限,这项研究也为了解镰刀龙类头骨形态的早期演化及其取食相关的功能适应提供了新的材料。

图2 凯拉神龙头骨的计算机断层扫描(CT)重建。(图片来源:论文)

家族族更新

为了进一步厘清昌黎凯拉神龙的演化位置,研究团队重新梳理过去的研究资料,在原有基础上修订并增加大量形态学特征,建立了较为全面的镰刀龙类系统发育分析。此次分析首次将目前所有被提出或可能属于镰刀龙类的分类单元纳入同一研究框架,包括分类位置长期存在争议的峨山龙(Eshanosaurus),以及可能属于镰刀龙类的福井猎龙(Fukuivenator)。

分析结果显示,昌黎凯拉神龙属于非镰刀龙超科镰刀龙类(non-therizinosauroid therizinosaurian),其演化位置介于较早期的建昌龙(Jianchangosaurus)与北票龙之间(图3)。研究同时支持峨山龙与福井猎龙均属于较早期分化的镰刀龙类,与过去部分研究提出的结果一致。

图3,镰刀龙类系统发育分析结果。(图片来源:论文)

此外,研究团队重新检视了已知的镰刀龙类胚胎,发现其系统发育位置较过去研究所推测的更为早期。研究认为,胚胎在发育过程中尚未形成部分成体特征,可能造成其在演化树上的位置向较早分化的类群偏移。

更全面的分析也为晚期镰刀龙类的演化关系提供了新的可能解释。研究结果显示,包含双爪龙(Duonychus)、懒爪龙(Nothronychus)等类群在内的一个支系,可能具有较为弯曲、粗壮的手部爪,以及较为高耸的背部;另一方面,包含镰刀龙(Therizinosaurus)与滨镰龙(Paralitherizinosaurus)等类群的另一支系,则可能朝向手部爪更加细长的方向演化。这些形态差异可能反映了不同镰刀龙类在演化过程中采取了不同的形态与功能适应策略。

不过,由于目前许多镰刀龙类化石标本保存不完整,部分关键特征仍存在缺失,因此现阶段的系统发育结果仍需谨慎解读。未来随着更多完整化石标本的发现,将有助于进一步检验并完善镰刀龙类的演化关系。

同一片森林里,龙类可能着不同的生活

除了描述一种新恐龙之外,这项研究最重要的发现之一,是对热河生物群镰刀龙类生态分化提出了更丰富的证据。

热河生物群保存了非常丰富的早白垩世生物,研究人员过去已经知道这里生活着多种镰刀龙类,包括北票龙、建昌龙与凌源龙(Lingyuanosaurus)。研究团队将骨骼形态、体重估算与生物力学分析结合起来,发现这些镰刀龙类可能并不是单纯地竞争相同的食物资源,而是已经发展出不同的生态策略。

其中,北票龙以及凯拉神龙可能具有较为粗壮、庞大的身体形态,并呈现出与较强咬合能力相关的特征。这类镰刀龙类可能具有较强的咬合能力,身体也相对不适合快速奔跑,因此可能更多利用头部与下颌处理食物。

相比之下,建昌龙与凌源龙则具有较为纤细的身体比例,以及与较高奔跑能力相关的形态特征。同时,它们的前肢形态可能更适合用于取食。

换句话说,生活在同一个热河生物群中的不同镰刀龙类,可能已经形成了不同的生态角色(图4)。这种差异可能有助于多种近缘恐龙在相同生态系统中共存,也显示早期镰刀龙类在植食化之后,已经开始探索不同的生态适应方向。

图4,热河镰刀龙类生态复原图。(绘图:府高航平)

小结

凯拉神龙是继北票龙、建昌龙和凌源龙之后发现的第四种热河生物群镰刀龙类,也是目前已知体型最大的热河镰刀龙类,为认识早期镰刀龙类的演化与生态适应提供了新的证据。研究不仅描述了这一新种,还通过系统发育分析进一步厘清了其与其他早期镰刀龙类之间的演化关系,并结合骨骼形态、体重估算和生物力学分析,显示生活在同一生态系统中的不同镰刀龙类可能已经形成了不同的身体形态和生态策略。这些发现表明,早期镰刀龙类在植食化之后,已经展现出丰富的形态多样性与生态分化,为理解这一类群的早期演化及其生态适应提供了新的视角。

本研究通讯作者为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星院士,古脊椎所廖俊棋为第一作者;美国北卡罗来纳州立大学William J. Freimuth和Lindsay E. Zanno参与了本项研究。研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金支持。

论文连接:https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/14772019.2026.271028

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