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《未亡的恐龙》第五集《振翅高飞》(探索·发现2005-80)
(2005年04月25日 15:44)


古脊椎所的年青学者们在观察化石

  一九九九年十一月,美国《国家地理》长篇报道了,来自中国的一种似鸟非鸟、似龙非龙的动物化石,“辽宁古盗鸟”。

  后来,非常巧合的是,中国学者在辽西发现了一件标本。而这件标本的尾巴,恰好就是“辽宁古盗鸟”标本拼接上去的尾巴正模。这块化石证实了“古盗鸟”标本是人工拼凑出来的,是在一个古鸟的身体上拼接了另一个动物的长尾巴。

  那么,验证“辽宁古盗鸟”是赝品的这块动物标本,它又是什么动物呢?它的突然出现,又意味着什么呢?

  二零零一年的元旦,对中国科学院古脊椎所的徐星博士和他的同事们来说是愉快的。因为,他们刚刚在英国《自然》杂志上,发表了一只世界上最小的恐龙——赵氏小盗龙。

  正是这个化石标本的长尾巴,使九九年轰动一时的“辽宁古盗鸟”原形毕露。


顾氏小盗龙是以中国科学家顾知微院士名字命名的

  它是一件不完整的标本,不过,还是能够大致看出这个动物的轮廓。这是一个大约三十多厘米长的动物,满嘴长着牙齿,身体短小,爪子细而弯曲,尾巴很长。在它的身体四周,有一圈黑色的印痕,好像是保存不很清楚的羽毛,它看上去是一个很奇特的动物。

  如果不仔细观察,即便是鸟类专家也会把它,误当成一块早期的鸟类化石标本。当鸟类恐龙起源说的反对者,古鸟类专家侯连海教授,第一次看见这块标本时,也曾大吃一惊。

  这件被命名为“赵氏小盗龙”的骨骼形态,确实表明它是一种小型兽脚类恐龙。具体地说,它是一种新的驰龙类,它的出现,对鸟类起源恐龙假说是一个非常有力的支持。

  因为,在九九年以前,发现的所有小型兽脚类恐龙个体都比始祖鸟大。所以,反对者常以大型动物难于进化成小的动物为由,来驳斥恐龙假说。

  从解剖学和形态学角度进行研究后,徐星博士和同事们惊奇地发现,这个世界上已知最小的小盗龙,不仅和其他小型兽脚类恐龙一样善于奔跑。而且,它还有发达的“手”和适于攀援的脚,具备了爬树的本领。也就是说,它可能具有了在树上生活的树栖特性。

  如果发现的小盗龙真的具有树栖特性,这意味什么呢?小盗龙的身体比始祖鸟还要小,打破了恐龙演化的一个临界态,这不仅仅意味着一个新纪录的诞生。更重要的是,意味着恐龙在向鸟类的演化过程中,已经到达了一个重要阶段。

  在这个阶段中,小盗龙的出现表明,并不是所有的恐龙都生活在地面上,有些恐龙在向鸟类演化的过程中,可能转移到树上生活,它们的飞行能力逐渐产生了。

  人类从古代就开始梦想,能够像鸟类一样飞上蓝天,自由地翱翔。科技发展到今天,人类已经借助各种飞行器械,实现了这一追求。然而,每当看见鸟类展翅蓝天自由翱翔时,人们依然为它们,有如此高超和优美的飞行感到惊叹。


会爬树的赵氏小盗龙

  鸟类以流线型的体型和长着羽毛的翅膀,区别于其他脊椎动物,它们的成功主要在于,占据了一个广阔的生存空间,避开了与其他脊椎动物激烈的生存竞争。

  实际上,在脊椎动物的演化历史过程中,以蓝天为家的脊椎动物不止鸟类。早在六千五百万年前,恐龙的近亲翼龙是最早具备有飞行的“翅膀”,只不过这种翅膀上,没有真正的羽毛。它们不能做长距离飞行,还不是空中的征服者,在没有成为真正的飞行家之前,它们就从地球上消失了。

  但是,鸟类如何具有了这种非凡的能力,这是一个十分令人困惑不解的问题。通过对现生鸟类的飞行研究,科学家们已经基本上掌握了,鸟类飞行的力学机制和生理机制。

  为了适应飞行,鸟类在生理和形态上产生了一系列特殊变化,比如鸟类的新陈代谢率很高,鸟类的骨骼中空、非常轻巧,鸟类发育有羽毛等等。虽然,专家学者能够通过对现生鸟类的研究了解鸟类是如何飞行的。但是,他们却无法知道鸟类飞行是如何开始的。

  这件赵氏小盗龙化石标本的出现,可以说是,已知恐龙当中最接近鸟类的属种。它一些特征和树栖的鸟类比较相似,它能提供以前没有发现过的一些重要信息吗?

  其实,这块标本也同样遇到了始祖鸟的问题:骨骼形态提供的信息是相互矛盾的,它的一些特征指示有树栖的习性,但另外一些特征又类似地栖动物。


鸟类的“地栖起源说”

  虽然,化石标本上的这些骨骼形态,所提供的信息是相互矛盾的。但是,徐星博士和同事们却在这些相互矛盾的信息背后,似乎发现了一个隐藏着的秘密。

  他们感觉从理论上推测,小盗龙极有可能长有翅膀。但是,这毕竟是推测,没有直接的化石证据。长有翅膀的恐龙真的存在吗?

  在随后的两年中,徐星博士和同事,多次在辽西不同的化石点发掘、收集有关标本。同时,开始进行更加深入的研究分析。出乎意料的是,发现的新标本揭示了一个恐龙演化过程中完全未知的阶段,证实了他们以前对赵氏小盗龙所做的有关推测。

  “源自中国的四翼恐龙”,这一惊人的研究成果被刊在,二零零三年一月出版的英国《自然》杂志的封面上。这个“顾氏小盗龙”是以中国著名古生物学家顾知微院士名字命名的。

  “顾氏小盗龙”化石标本,全长大约七十七厘米,它的爪子尖锐而弯曲、尾巴比身体还长。除了前肢较短外,它的前肢结构和胸骨发育得很好,更加接近现代鸟类。这种集四个翅膀为一身的形态,在其他脊椎动物中至今还没有发现过。

  “顾氏小盗龙”的发现,不仅使人们进一步领会了“鸟类是恐龙进化而来的”科学论断。而且,最重要的在于,这种“四翼恐龙”的发现,对鸟类飞行起源提供了关键性的证据。


鸟类飞行存在着许多秘密

  因为,在这种恐龙身上发现了羽片不对称的飞羽,这种结构一般被认为和飞行是相关的,它们的羽毛形态和分布与鸟类的翅膀惊人地相似。它们生活在树上,可能借助四个翅膀进行滑翔。

  现在,科学家们通过对世界各地化石的研究认为,鸟类是从恐龙演化来的这一观点学说,在学术界几乎已成为共识。但是,恐龙是如何脱离地面,演化成蓝天中的精灵鸟类?演化的具体环节又是什么呢?这些问题却一直是个谜。

  对于鸟类飞行起源这个谜,一百多年来学术界一直存在着两大推断:“树栖起源说”和“地栖起源说”。

  如果,仔细的观察现生脊椎动物,我们就不难发现,具有飞行或者滑翔能力的动物,大多生活在树上,甚至包括蝙蝠在内的脊椎动物,都是在树栖生活过程中学会飞行的。以此类推,鸟类的飞行也应该是这样产生的,这就是鸟类飞行“树栖起源说”。简单地说,就是鸟类的祖先最早生活在树上,经常利用羽毛,借助重力向下滑翔,如此日复一日,就形成了强大的主动飞行能力。

  通过仔细研究“顾氏小盗龙”等带羽毛恐龙的化石标本。徐星博士认为,“顾氏小盗龙”的发现为“树栖起源滑翔说”提供了最直接的化石证据。

  在很长的一段时间里,鸟类飞行的树栖滑翔起源说,一直没有得到很好的化石证据的支持。一个很重要的原因就是,已知的恐龙都是典型生活在地面上的动物。如果,鸟类是从恐龙演化而来的话,自然而然鸟类的飞行,也是在这种恐龙在地面生活当中演化而来的。因此,长期以来,“地栖奔跑起源说”一直占据着主流的地位,得到了大多数古生物学家的支持。


四翼恐龙化石及复原图

  “地栖起源说”,也称为“奔跑起源说”,这一假说认为,鸟类的祖先是两足行走的小型兽脚类恐龙。它在奔跑当中,前肢逐渐解放出来,演化出拍打能力,起到加速的作用。从而获得起飞速度,飞离地面,冲向蓝天。翅膀就是在这一过程中,由前肢演变而来的。

  “树栖起源说”和“地栖起源说”,这两种假说从产生的那天起,就一直争论不休。双方支持者都在不停地寻找切实的化石证据,来证明自己学说的正确性。

  但是,最原始、最真实的一幕毕竟都发生在亿万年前,人们无法回到过去亲眼目睹这一切,也就无法真实再现亿万年前,第一只鸟飞向蓝天的那一刻。因此,对于鸟类飞行起源的研究也注定充满了争论。

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