从伤齿龙怎么下蛋说起——生物力学在恐龙蛋类化石研究中的应用

恐龙是卵生爬行动物。它们的卵同现生鸟类或鳄类的卵一样,有一层坚硬的、主要由方解石微晶组成的壳单元、以不同排列方式构架成蛋壳,包裹着卵白和卵黄。由于恐龙生存的年代大约在距今24000-6500万年前的中生代,离我们现在太久远,在一般人的心目中,     

鸿雁卵、家鹅卵主要物理性状的比较研究

通过对鸿雁卵和家鹅卵的主要物理性状指标的测定、计算,获得它们的蛋型指数,蛋壳厚度,蛋白、蛋黄和蛋壳在总重量中各自所占比例等实际指标,经统计分析分别得出了蛋重和蛋黄重,蛋重与壳比例,蛋壳厚度与壳的比例等几对性状之间的相对系数。结果表明：家鹅卵重量大于鸿雁卵,鸿雁卵蛋壳厚度大于家鹅卵,而两者的其他物理性状的变化规律基本一致。     

蛋为什么不是球体

大家知道,同样的材料以制成球体容积最大。换句话说,在容量相同的条件下,制成球形最节约材料。可谁都明白,鸟类的蛋却并非球体,而是一端大一端小的椭圆体。如大家常见的鸡、鸭、鹅等家禽和麻雀等野生鸟类的蛋都是一端大一端小的椭圆体。这是为什么呢?鸟类的蛋(学名鸟卵),最外面是蛋壳(学名卵壳),蛋壳上有很多小孔,用以保证胚体与外界的气体交换。蛋壳内有两层壳膜,壳膜内是蛋清(学名蛋白)。蛋清内是球形的蛋黄(学名卵黄,即卵子)。蛋黄是球体的而蛋为何不是球体的呢?蛋是一端大一端小的椭圆体的原因和优点有以下几点。1　与蛋的形成有关绝大…     

剥取壳膜的简易方法

壳膜是一种取材容易的半透膜。用盐酸溶解蛋壳钙质的原理剥取壳膜,简单易行,其作法是:在蛋(鸡、鸭、鹅蛋皆可)的一头打一个洞,若生蛋则倒出蛋白蛋黄,若熟蛋则挖出蛋白蛋黄,将蛋壳里面轻轻洗净后置于一小烧杯中。第一种方法是内部溶解法,将稀盐酸注入蛋壳中,勿太满以免流出,盐酸渗过壳膜溶解蛋壳钙     

浙江天台晚白垩世伤齿龙(troodontids)蛋化石的新发现

浙江天台上白垩统赤城山组中发掘出属伤齿龙类的棱柱形蛋化石。研究认为,棱柱形蛋从伤齿龙类恐龙中产出就具有较高刚度的蛋壳,可直接插入松软的泥沙里,明显区别于其他大多数恐龙及现代爬行类所产的韧性蛋壳蛋,韧性蛋壳的恐龙蛋往往因重力作用产生变形而呈扁球形和扁椭球形。伤齿龙类的棱柱形蛋的刚性蛋壳很接近现代鸟蛋的蛋壳,暗示伤齿龙类恐龙生殖系统在蛋壳形成方面与现代鸟类有一定相似性。同时,伤齿龙类的棱柱形蛋或多或少地以向外倾斜的形式排布,反映出伤齿龙类恐龙产卵时可能面向巢穴外,是一种对生存环境的适应行为。     

恐龙蛋壳的生物力学性质(Ⅵ)──在外力作用下恐龙蛋壳结构的稳定性

应用薄壳理论分析五种类型恐龙蛋壳的受力特性,求出它们在不同状态下埋在沙土中的失稳临界载荷。结果表明,不同类型恐龙蛋在蛋窝中的不同排列方式是与其蛋壳的抗失稳能力的大小密切相关,是某些类群的恐龙在产卵时为解决其低强度蛋壳在保护卵不受外力损伤和在卵的孵化后期幼雏能够破壳而出这两方面的矛盾而采取的一种保护性措施。     

恐龙蛋壳的生物力学性质(Ⅲ)──恐龙幼雏出壳时蛋壳破裂的力学分析

恐龙幼雏出壳时并不象鸟类那样用喙向蛋壳施加集中载荷,而是施加分布载荷。根据已建立的微分方程,恐龙蛋壳的环向应力σθ始终大于沿母线方向的应力σφ而成为壳内的最大应力。蛋壳破裂的力学判据是：σθ≥σ破坏。本文研究了四种恐龙蛋在幼雏出壳时幼雏的挤压力所造成的蛋壳应力。结果表明四种恐龙幼雏出壳时首先出现沿母线方向的裂纹以造成蛋壳的断裂,其最大环向应力和沿母线方向的应力均出现在蛋壳的最大直径附近。以Ovaloolithus为代表的A型蛋的应力最小,最不容易破碎,幼雏出壳时,可能比较困难。     

我国首次发现体内保存蛋壳的中生代鸟类化石

<正>鸟类演化的成功与其独有的生殖孵育系统密不可分。3月21日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所周忠和、邹晶梅、巴约勒团队在英国《自然-通讯》(Nature Communications)杂志在线报道了世界范围内首个腹腔内含有蛋壳的灭绝鸟类——反鸟类化石,为研究古鸟类的     

恐龙蛋壳的生物力学性质（Ⅲ）—恐龙幼雏出壳时蛋壳破裂的力…

恐龙幼雏出过并不象鸟类那样用喙向慢壳施加集中载荷,而是加施分布载荷。根据已建立的微分方程,恐龙蛋壳的环向应力σθ始终大于沿线方向的应力σθ而成为过蝗了大应力。蛋壳破力学判据是：σθ≥σ破坏Ｏ本研究了四种筑龙蛋在幼雏出壳时幼雏的挤压力所造成的蛋过力。结果表明四种恐庞功雏出壳时首出出现沿母方向的裂纹以造成蛋壳的断裂,其最大环身应力和沿线线方向的应力均出现在蛋壳的最大直径附近。以Ｏｖａｌｏｏｌｉ－ｔｈ     

巢寄生行为

巢寄生是一种鸟类将卵产在其它鸟的鸟巢中,由义亲代为孵化和育雏的一种特殊的繁殖行为。照片中所示的草地鹨（Ａｎｔｈｕｓｐｒａｔｅｎｓｉｓ）喂食大杜鹃,就是一种种间巢寄生类型。大杜鹃是现有巢寄生鸟类８０多种中最典型的一种鸟,它可把卵寄生在１２５种其它鸟类的巢中。巢寄生行为表现在：宿主的选择,大杜鹃在繁殖期寻找与孵化期和育雏期相似、雏鸟食性基本相同、卵形与颜色易仿的宿主,多为雀形目鸟类。寄生时间上,大杜鹃多在宿主开始孵卵之前,乘宿主离巢外出时快速寄生产卵。巢寄生的协同进化,表现在宿主卵的形态特征上。寄生…     

产卵次序对山麻雀卵色、卵大小和重量的影响

产卵次序可对鸟类卵黄中的营养成分、卵壳色素以及卵壳厚度等产生影响。一些鸟类可通过产卵次序对不同卵的资源进行分配,从而实现繁殖成效的最大化。本研究对不同产卵次序下山麻雀(Passer cinnamomeus)的卵色、卵大小和卵重量进行分析,结果表明,山麻雀的卵重和卵大小随着产卵次序并无显著变化,卵色与卵的大小和重量均无显著相关性,但卵背景的色度随产卵次序有明显下降趋势,而卵斑点密度则呈相反的变化。卵背景的色度随产卵次序下降可能是山麻雀有限的色素在卵中不均匀分配的结果,而卵斑点密度的增加则可能是对后期卵壳厚度变薄的一种补偿。     

鸟类卵色的进化

鸟类学家提出了多种假说用于解释鸟类卵色的多态性,然而,不同学者的观点和研究结果不尽相同。本文从捕食者、警戒色、太阳辐射和巢寄生角度综述了各种假说和研究,探讨鸟类卵色的进化。     

新疆准噶尔盆地东南缘3种荒漠鸟类的巢及窝卵数

2011年4月～2012年5月,作者在新疆准噶尔盆地东南缘进行鸟类调查时,观察到了棕尾鵟Buteo rufi-nus、漠鵖Oenanthe deserti和灰伯劳Lanius excubitor的巢及窝卵情况。以上3种鸟类是中国西北荒漠地区的常见鸟类,但关于它们巢及窝卵的情况却少有报道。开展此方面的研究有助于我们更进一步了解这3种鸟类的生活史,丰富相关基础资料。     

鸟巢、卵标本采集制作和保存方法

鸟巢和鸟卵的调查研究,不仅在教学上有很大价值,而且在保护和招引农林益岛以及防除害岛方面也提供了极其宝贵的资料。鸟巢和鸟卵是鸟类繁殖过程中最重要环节之一,当我们在森林或果园发现了某一种鸟巢和鸟卵时(图1),也就是找到了鸟类栖息的环境和繁殖的处所。1956年2月至8月,我与山东农学院许慕农同志在北京颐和园作了鸟巢和鸟卵的初步调     

问题解答

1.问:鸟类的气襄如何保持体温?答:鸟类的气襄分布在体腔内的各器官间,并且还伸入于骨骼内。各部血管中的血液,得将其内含的水分,弥散入气襄内,由此通过肺部而排出。这种蒸发作用显然有助于体温的调节,而所蒸发的水分在气襄中,尚可助使体内各部保持有一定的温度。(郑作新答)2.问:鸟类是否有交配器?答:一般鸟类不具交接器。雌雄交配时,仅以它们的泄殖腔互接,而行授精。但在鸵鸟、雁、鸭、凤冠雉(Cracidae)、■((Tinamiformes)诸类中,雄岛具有发达的交配器官由泄殖腔的腹壁突出所成,内有一纵管,当交接时,精液即由此而注入雌鸟的泄殖腔中。(郑作新答)3.问:江苏高邮的鸭为什么生双黄鸭蛋多?这种双黄蛋是否能出小鸭?答:高邮的鸭因该地湖沼多而食料丰富,促使卵子成熟得快,致常有二个卵子同时由卵巢排出。至输卵管时,由管壁分泌出蛋白、壳膜及蛋壳等,把二卵包被在一起,因而形成双黄蛋。至于双黄蛋是否能孵出小鸭,若条件允许,不妨请读者试验一下。孵出的小鸭,可能会是怪胎的。(郑作新答)     

高寒草甸常见雀形目鸟类的卵壳特征

作为胚胎发育的屏障,卵壳特征如卵壳厚度和气孔密度具有重要的生态学意义。本文研究了高寒草甸繁殖的7种代表性雀形目鸟类角百灵（Eremophila alpestris）、小云雀（Alauda gulgula）、黄头鹡鸰（Motacilla citreola）、树麻雀（Passer montanus）、粉红胸鹨（Anthus roseatus）、黄嘴朱顶雀（Carduelis flavirostris）、赭红尾鸲（Phoenicurus ochruros）的卵与卵壳特征,以探索在高寒缺氧环境下,不同科鸟类的适应性调节。结果发现,7种鸟类中,除小云雀和角百灵之外,其他鸟类的卵与卵壳特征均有显著的种间差异（除卵壳厚度和气孔直径之外）;对7种鸟类卵壳厚度、气孔密度、卵体积、卵重之间的线性拟合显示,卵壳厚度、卵体积与气孔密度均无显著相关性（卵壳厚度：P = 0.11,卵体积：P = 0.09）,卵重、卵体积与卵壳厚度呈显著正相关（卵重：r2 = 0.46,P ＜ 0.001;卵体积：r2 = 0.44,P ＜ 0.001）;对7种鸟类卵的数据与繁殖期雌鸟平均体重的线性拟合结果显示：平均卵重、卵壳厚度的差异与雌鸟体重成正相关（卵重：r2 = 0.66,P = 0.03;卵壳厚度：r2 = 0.92,P ＜ 0.01）;对6种鸟类（缺乏粉红胸鹨窝卵数数据）卵的数据与孵卵相关变量的线性拟合结果显示：卵壳厚度及气孔率与窝卵数成负相关（卵壳厚度：r2 = 0.64,P = 0.056;气孔率：r2 = 0.87,P ＜ 0.01）,6种鸟类（缺乏树麻雀巢杯指数数据）气孔率与巢杯指数或巢型无显著相关性（巢杯指数：P = 0.49,巢型：P = 0.435）。卵表面积和总气孔数解释了大部分气孔率差异（87%）,卵重和气孔率与孵卵期无显著相关（P = 0.77）,气孔率显著低于预期气孔率（P＜0.001）。这些结果表明,种间的遗传性（如成鸟的形态、窝卵数等）决定了大部分卵与卵壳特性的差异,但是为适应高寒低氧的气候特征,不同种的鸟都具有相对厚的卵壳和低的气孔率特征,说明环境因素同样影响卵的进化。另外,单纯的卵特性（卵体积和气孔率）并不能决定孵卵期的长短,亲鸟的孵卵行为同样具有重要的影响,角百灵虽然离巢频率相对较高,但是孵卵期却相对较短,这可能与其较高的气孔率有关。     

恐龙蛋,生命之卵

这不是一块普通的鹅卵石,它是一块有生命的石头。幽深的地层是它的眠床,在那里它已沉睡了很久很久。冰冷的蛋壳虽已石化,坚硬的钙质却还保留着生命的结构。奇特的花纹记录着大自然的风采,万年的风雨没有使它腐朽。当年,它刚从温暖的母体中排出,无情的岁月便把它埋进沙丘。生命的蛋白质早已被分解,遥远的记忆却还在蛋壳中保留。莫要小看这样毫无知觉的恐龙蛋,它曾孕育出一个庞大的家族。在中生代漫长而富饶的年代里;它曾主宰了整个地球。透过三迭纪朦胧的暮色,泛古陆上便有这群怪物漫游。美丽的地球变成了“龙”的乐园,巨大的爬行动物得天独厚。傲慢的霸王龙正张开血盆大口,林木间不时传来低沉的呼吼;     

隆鸟

大得出奇的鸟蛋1834年,一位法国旅行者在非洲第一大岛马达加斯加,发现了半个大得出奇的蛋壳。当地人把这个蛋壳,当作小桶来使用。于是,这位旅行者出于好奇,原封不动按照实物尺寸,把这蛋壳画了下来,寄回巴黎,送给著名的鸟类学家维尔罗。维尔罗只是根据这张画,一口断定:它是世界上最大的鸟类的蛋。 1848年,生物学者久马列里,在马达加斯加岛的吉也果—苏哈列斯附近,也很幸运地发现了一个完整的鸟蛋。当时,他写道:“这个蛋能装下十三个玻璃瓶的水。”过了三年,1851年。一位法国商船船长,又把马达加斯加岛上找到的两个高32厘米、直径22厘米的鸟蛋,送到了巴黎博物馆。从此,马达加斯加,成了人们寻觅世界最大的鸟类而轰动一时的场所。惯于猎奇的自然科学家、旅行家络绎不绝,接踵而至。     

伤齿龙(Troodontids)筑巢产卵的行为

应用薄壳理论研究中国和北美西部出土的晚侏罗世至晚白垩世伤齿龙蛋以平卧和竖立两种方式埋在沙土中受压破损的抵抗能力 ,分析伤齿龙蛋在蛋窝中特有的排列方式与其蛋壳的抗失稳能力之间的关系。结果表明 ,由于伤齿龙蛋壳很薄 ,其抗失稳能力很差 ,如果这种蛋以横卧方式埋在沙土中就可能在很小载荷下因失稳屈曲而破裂 ;但是 ,如果把蛋竖立起来埋在沙土中 ,则蛋的抗破碎能力比把它们平放埋在沙土中要高出 4～ 5倍。从而认为 ,伤齿龙在筑巢产卵时把一个个蛋竖立起来埋在沙土中是为解决其低强度蛋壳在保护胚胎 ,避免外力损伤和在卵的孵化后期幼雏能够破壳而出这两方面的矛盾而采取的一种保护性措施 ,说明这些体征很像鸟类的兽脚类恐龙 ,其智商可能比人们想象的要高。在此基础上 ,探讨和复原了伤齿龙筑巢产卵的行为。     

鸟类繁殖参数的相关分析

收集了国内学者近几十年来对鸟类繁殖生态的研究资料,分析了卵重、卵的长径、卵的短径、孵化期的相互关系。列出８个回归方程,对比以卵重孵化期及以卵的长径和卵的短径求孵化期的准确性。