改写认知的发现：恐龙蛋壳结构研究开启演化新视角
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2025年5月31日，一项发表于《科学进展》的重磅研究引发国际古生物学界震动。由中科院古脊椎所张蜀康团队领衔的国际合作项目，通过对全球恐龙蛋化石的系统性研究，不仅破解了困扰学界数十年的次生壳单元成因之谜，更重塑了人类对主龙类生物矿化机制演化路径的理解。
次生壳单元在手盗龙类蛋壳中逐渐消失的示意图。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 供图
争议漩涡中的科学突破
自20世纪80年代起，恐龙蛋次生壳单元的成因就存在尖锐对立：中国学者基于全球最丰富的恐龙蛋化石库（迄今发现超200种），坚持其生物属性；欧洲研究者则通过对蜥脚类恐龙蛋的显微分析，主张这是石化作用产物。这场“生物成因派”与“埋藏学派”的拉锯战，本质折射出研究范式的根本分歧——前者依赖形态学大数据，后者侧重微观技术解析。
研究团队创造性采用“技术融合+跨类群比对”策略：
技术维度：整合电子背散射衍射（揭示晶体取向）、透射电镜（观测纳米级孔隙）等7种显微技术，首次构建恐龙蛋壳三维矿化图谱
样本维度：涵盖蜥脚类、鸭嘴龙类等6大类恐龙蛋，并纳入龟、鳄等现生主龙类对比组
功能验证：通过气孔道密度与次生壳单元空间分布的相关性分析，证实其生理功能
多气孔的恐龙蛋壳内的次生壳单元。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 供图
颠覆性发现三重奏
研究揭示的三大核心发现，彻底改写了传统认知：
成因确证：次生壳单元与初生壳单元共享一致的晶体排列模式（c轴平行生长方向），其孔隙结构对应生物基质降解痕迹，排除埋藏作用干扰
功能演化：在气孔发达蛋壳中，次生单元承担结构支撑与湿度调控双重功能；而在密闭型蛋壳中，则退化为“冗余结构”
机制跃迁：手盗龙类（含鸟类）通过改变基质纤维组成，发展出抑制次生单元形成的全新矿化机制，这与其向小型化、高代谢率演化的需求密切关联
演化树上的革命性启示
这项研究带来的科学启示远超恐龙蛋研究本身：
结构范式转移：证实拥有次生单元才是主龙类蛋壳的原始状态，现代鸟蛋实为演化“特例”
趋同演化证据：龟类、鳄类与不同恐龙支系独立演化出次生单元，暗示生物矿化存在深层保守机制
跨学科接口：为发育生物学提供新命题——何种基因调控网络导致手盗龙类丧失次生单元形成能力？
值得关注的是，研究团队特别指出当前分子生物学研究的局限性：全球99%的蛋壳形成机制研究集中于家鸡等少数物种，爬行类相关基因数据库近乎空白。这种认知偏差直接导致学界长期误将鸟类的特化结构视为普遍规律。
次生壳单元的生长方式。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 供图
古生物研究的现代性隐喻
该成果彰显出多维度技术融合对传统学科的重塑力：当高精度显微技术与大数据分析结合，使得1.6亿年前的生物矿化过程得以“原子级重现”。正如张蜀康所言：“我们不仅在解读恐龙的生命密码，更在重绘生物材料工程的演化蓝图。”
随着研究深入，次生壳单元的形成机制有望为新型仿生材料开发提供灵感——那些精妙调控晶体生长的生物模板，或将成为下一代智能材料的设计之源。这项源自远古的发现，正在为人类科技发展注入新的演化智慧。
