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第9章 鸟类是否起源于恐龙

鸟类是否起源于恐龙,100多年来,争论一直没有停止过。1999年6月17日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的侯连海教授宣布,他通过对新发现的一个孔子鸟类群——杜氏孔子鸟的研究证明:鸟类并非起源于恐龙。

中科院古脊椎动物与古人类研究所的侯连海教授和周忠和博士,同国际著名鸟类学家一起在英国《自然》杂志上撰文,对新发现的杜氏孔子鸟进行了描述:该新种的标本保存了完好的骨骼以及羽毛和角质喙,正型标本上还见有完整的眶后骨和鳞骨,这可能是已知保存最完美的中生代鸟类。新种的眶后骨大且与轭骨具有较宽的关节面,这一特征目前只发现于孔子鸟中,这也许会验证以前对始祖鸟也具有眶后骨的猜测;新种的鳞骨与眶后骨紧密相接,两者共同构成上下颞孔的分界,而这恰好是初龙类爬行动物的特征。孔子鸟同时具有现生鸟类的角质喙和初龙类的双颞孔,为早期鸟类形态特征的镶嵌演化形式提供了新的证据。

侯教授指出,辽西地区蕴含丰富的化石,给地学界有关鸟类起源的争论增加了前所未有的资料。前不久我国青年恐龙专家徐星博士等发表了研究“意外北票龙”的结果,将形态奇特的镰刀龙视为鸟类的根源,再次认定鸟类起源于恐龙的假说(见本刊第66期)。侯教授对这一观点予以批驳。他认为,就迄今已发现的带“毛”恐龙而言,它们分属于不同的类群,其共同特征仅仅是都具有带绒羽状的皮肤衍生物,它们基本的骨骼构造与鸟类相差甚远,这种现象只能是自然界趋同演化的结果,不能就此断言鸟类起源于恐龙。侯教授指出,关于绒羽状的皮肤衍生物,其性质还没有完全确定下来,它们不像尾羽鸟那样有羽轴状构造,而且只发育于前肢和尾上。鸟类的羽毛虽然也是皮肤衍生物,但它的组成成分已与爬行动物的皮肤衍生物完全不同,其蛋白成分是一种特殊的角原蛋白。从化石的遗留物中提取出的蛋白成分证实,两者是有明显区别的。

再从孔子鸟类群已知的组成成员看,鸟类起源于恐龙的假说也存在漏洞。除孔子鸟外,在辽西地区距今1亿4千万年前的晚侏罗纪地层还发现了现生鸟类的祖先类型——辽宁鸟、始反鸟和最近发现的个体仅10厘米的娇小辽西鸟,形态如此复杂的原始鸟类,不可能源于同时代的恐龙类,只能将其起源推移至更早。由于孔子鸟所据有的双颞孔型头骨特征证明,鸟类与恐龙、蜥类、鳄类和有鳞类一样,均应起源于爬行动物中双弓型头骨最早的类型——2亿2百万年前的晚三叠纪的初龙类。

让我们再来看看恐龙。非常清楚的是,恐龙不具备鼻甲,所以,科学家们又得出了恐龙不是恒温动物的结论。但同时,又有人不以为然,鼻甲怎么能成为区分两类动物的关键物证呢?一时间,谁也说服不了谁。

1996年春天,从中国东北大地传来了一个令人振奋的消息,一具带羽毛的恐龙化石出土了,同时出土的还有一只最古老的鸟类标本。科学家们将它命名为“中华龙鸟”。两者的骨骼都与小型兽脚类恐龙细颚龙的骨骼很相似。羽毛的隔热作用是很明显的,于是,恒温动物派又找到了一个证据。同时,人们还联想起在南北两极找到的恐龙化石,要是恐龙有羽毛隔热,而且基本保持恒温,它们在极地就能够抗住严寒,顺利过冬也就丝毫不奇怪了。人们甚至猜测,小型兽脚类恐龙其实和鸟类有着亲缘关系,也就是说,现在的鸟类竟然是恐龙的子孙。这样,恐龙是恒温动物的说法当然也就师出有名了。

另外一种现象似乎也说明恐龙有点像鸟。1978年,美国的恐龙专家杰克·霍纳博士在蒙大拿州发现了恐龙集体营巢地。在这个庞大的基地上有卵,也有即将孵化的胚胎,还有刚刚出壳的小恐龙。这些小恐龙的牙齿明显有磨损的痕迹,表明它们已经开始进食,但未完全发育的四肢却告诉我们,它们还没有开始爬行。那么,可以推断,当时有成年的恐龙在喂养着它们。

寻遍当今的爬行类动物,只有鳄还稍微对幼鳄有点照顾,那也仅限于把它们带到水中,根本不管小家伙的取食。至于蛇、蜥蜴和龟,则根本就是产完卵稍加隐蔽即一走了之,哪里还会顾及给幼体喂食。从这一点来说,恐龙还真不像爬行类动物呢!这种能够养育后代的恐龙,科学家们称之为“慈母龙”。

当然,慈母现象在恐龙中也仅仅是个别现象,所以恐龙究竟是恒温动物还是变温动物,是不是鸟的后代,甚至,恐龙是不是属于爬行类动物,还有待于更多的证据、更多的研究来加以阐明。

古生物学历史上主要有三种有关鸟类起源的假说:鸟类鳄形动物起源说、鸟类槽齿类爬行动物起源说和鸟类恐龙起源说。

鸟类恐龙起源说是历史最悠久的一种假说,也是最为复杂的一种假说。这一假说实际上有许多种变形,主要包括鸟类兽脚类恐龙起源说和鸟类鸟脚类恐龙起源说。鸟类鸟脚类恐龙起源说,认为鸟类与恐龙当中的鸟脚类恐龙的关系最为接近,主要支持者有英国古生物学家高尔顿。这一假说的证据较薄弱,因此没有引起什么影响。现在所说的鸟类恐龙起源说一般是指鸟类兽脚类恐龙起源说。

在始祖鸟化石发现几年之后,赫胥黎就提出鸟类和恐龙有着密切的关系。他发现巨齿龙和鸵鸟的后肢非常相似,它们具有多达35个相同特征。1870年,他在伦敦地质学会上发表了这一观点。但是,很多人提出了反对意见,认为这些相似性是趋同进化的结果,只是因为鸟类和恐龙都是两足行走;而且,巨齿龙的个体太大,不可能进化成鸟类。半个世纪之后,丹麦古生物学家海尔曼发表了巨著《鸟类起源》一书,对鸟类和恐龙当中的兽脚类恐龙的相似性做了详细讨论,认为鸟类可能起源于与兽脚类恐龙很接近的一类动物,但他并不支持鸟类起源于恐龙这一假说。他也认为恐龙和鸟类的相似性是趋同演化的结果,鸟类最理想的祖先是三叠纪的槽齿类爬行动物。他的这本巨著成为了支持鸟类槽齿类爬行动物起源说最为重要的文献之一。

20世纪60年代后期,美国古生物学家奥斯特罗姆,详细研究了北美早白垩纪的一种小型兽脚类恐龙:恐爪龙。这是一种非常凶猛的恐龙,长着镰刀一样锐利的大爪子,大约有成年人大小。奥斯特罗姆相信,解决了始祖鸟的起源问题也就解决了鸟类的起源问题。他详细对比研究了恐爪龙和始祖鸟,发现了两者之间大量的相似性,尤其是半月形腕骨的发现,使他更加确信鸟类恐龙起源说的正确性。半月形腕骨是一块位于前臂和掌部的连接性骨头,它的独特形态使得前掌能够侧向大角度移动,在功能上,这对于鸟类的飞行起源是非常重要的。奥斯特罗姆发现几种小型兽脚类恐龙和始祖鸟都长有半月形腕骨,他提出,不仅鸟类和恐龙具有密切的关系,而且鸟类可能就是从类似这几种小型兽脚类恐龙的某种动物演化而来的。

1986年,美国耶鲁大学的古生物学家戈捷发表了一篇鸟类起源研究方面里程碑式的文章。在这篇文章中,戈捷第一次全面系统地分析了鸟类起源的问题,建立了一套较为系统的演化关系;他列出了恐龙从原始属种向鸟类演化,在形态结构上产生的每一步变化,并明确提出鸟类是从兽脚类恐龙当中的手盗龙类演化而来。之后,美国马里兰大学的霍尔茨和芝加哥大学的塞雷诺等人的工作也从系统学研究方面为兽脚类恐龙向鸟类演化这一过程提供了理论框架。

在过去的20年内,古生物学家们在亚洲的蒙古和中国、南美的阿根廷和非洲的马达加斯加等地发现了大量的化石证据,从整个理论框架上和诸多的演化细节上支持了鸟类恐龙起源说。

古生物学家们除了从经典的恐龙骨骼形态学上,还从恐龙的行为学和古组织学等诸多方面,为鸟类恐龙起源说提供了大量证据。比如发现于蒙古和美国蒙大拿州的恐龙巢穴表明,有些恐龙的繁殖行为类似于鸟类,是逐次产卵,而不像爬行动物一次下一窝;美国自然博物馆的诺雷尔博士、美国乔治华盛顿大学的克拉克博士和中科院古脊椎所的董枝明等学者,在研究窃蛋龙化石时发现,这类恐龙能够像鸟类一样孵卵;南非国立博物馆的茨姆兹博士和我国学者赵资奎等人,在研究恐龙骨骼和恐龙蛋化石的组织学时,也发现了大量鸟类和恐龙之间的相似性。

现在,大多数古生物学家确信鸟类是由恐龙进化而来的,他们认为“鸟类就是恐龙”这一概念已像“人类就是哺乳动物”这一提法一样确凿无疑。

知识小贴士:始祖鸟

始祖鸟是鸟类的亲戚,并生活于侏罗纪的启莫里阶,距今约1亿5千5百万到1亿5千万年前,因此也被人们评为世界上最早的鸟。这些标本大多只在德国境内发现。

1970年代,约翰·奥斯特伦姆(JohnOstrom)指出鸟类是由兽脚亚目恐龙演化而来,而始祖鸟就是当中最重要的证据。由于始祖鸟有着鸟类及恐龙的特征,始祖鸟一般被认为是它们之间的连结:可能是第一种由陆地生物转变成鸟类的生物。它保有一些鸟类的特征,例如叉骨、羽毛、翅膀。它亦有一些恐龙特征,例如长的距骨升突、齿间板、坐骨突、头顶上眶前孔内的小骨头及人字形的长尾巴。

始祖鸟约为现今鸟类的中型大小,有着阔及于末端圆形的翅膀,并比体型较长的尾巴。整体而言,始祖鸟可以成长至1.2米长。

它的羽毛与现今鸟类羽毛在结构及设计上相似。但是除了一些与鸟类相似之处外,还有很多兽脚亚目恐龙的特征:它有细小的牙齿可以用来捕猎昆虫及其他细小的无脊椎生物。始祖鸟亦有长及骨质的尾巴,它的脚有三趾长爪,其中一个趾类似盗龙的第二趾。

这些不像现今鸟类有的特征,却与恐龙极为相似。

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