來源:遠讀重洋
這兩天,「重慶發現恐龍活動證據」的消息登上了微博熱搜。
事情的起因是:有攀巖愛好者在重慶歌樂山國家森林公園東部,發現了一堆「雞爪印」一樣的腳印。只不過,這些腳印可要比正常的「雞爪印」大很多,就像這樣:
而且,這些「雞爪印」不是一個兩個,而是一大片,到處都是。在下面這張圖片上,我們可以看到,那些腳印分成好幾層,密密麻麻地分布在那塊巨大的巖石上:
那麼,到底是什麼東西留下了這些腳印呢?
經過古生物專家團隊的鑑定,這些腳印既不是「雞爪」,也不是景區工作人員做的「浮雕」,它們竟然是一種恐龍留下的足跡。
留下這些足跡的,是1億9千萬年前生活在侏羅紀的一種食肉恐龍,它大概長這樣:
當時,重慶的這個地方並不是什麼山區,而很可能是河邊;很多這種恐龍在河邊溜達,於是就留下了這樣的腳印。
科學家已經把相關發現和研究成果發表在權威期刊《歷史生物學》(Historical Biology)上。他們認為,這組腳印的年代和完整程度,在整個亞洲都實屬罕見。
話說回來,為什麼那些腳印長得那麼像「雞爪子」?因為——恐龍就是鳥類的祖先,而鳥類(包括雞)其實就是活到今天的恐龍!
這個說法是不是很不可思議?恐龍不是早就滅絕了嗎?
想要弄明白這到底怎麼回事,有一本書可以幫你——它的名字叫做《古鳥:恐龍時代的中國古鳥類》。有趣的是,這本書也選擇了一隻大「雞爪子」來當作它的封面。
雖然書的名字是「古鳥」,但是關於遠古時候鳥類的故事,是必須要從恐龍講起的。
· 01 ·
恐龍家族「三巨頭」
恐龍生存的那個時代,叫「中生代」。這個時期主要包括三個漫長的地質時代,分別叫三疊紀、侏羅紀和白堊紀。
你肯定知道「大陸漂移」這個說法。由於大陸漂移的關係,那時候的世界版圖和現在大不一樣。
比如,開頭提到的重慶恐龍腳印的那個時期,非洲和南美洲還是「粘」在一起的,印度、澳大利亞和南極洲也連成一塊,沒有分開。
那時候的氣溫和現在也不太一樣,總的來說,三疊紀又幹又熱,侏羅紀溫暖潮溼,而白堊紀的氣溫漸漸變得類似現在。
那恐龍是什麼時候出現的呢?答案是2.3億年前的三疊紀。同時期的動物還有鱷魚的祖先和能夠飛翔的翼龍。恐龍就是在跟它們競爭的過程中發展壯大的。
一開始恐龍的個頭很小,後來逐漸變大。到了三疊紀末期,恐龍的種類變得很多,出現了「大繁榮」的局面。從那時候起,恐龍才真正成為地球陸地的統治者。
那個時候的恐龍也已經分化成了兩大類型。根據它們不同的骨盆結構,一類名叫「鳥臀目」,一類名叫「蜥臀目」。
「蜥臀目」下面又包括了兩大類:一類叫「蜥腳類」,一類叫「獸腳類」,這樣就出現了三個大的類群。
我們舉幾個例子說明一下。
「鳥臀目」,指的是在科普書籍裡經常看到的劍龍、三角龍等;
「蜥腳類」,指的是那些長脖子、長尾巴的巨大恐龍;
「獸腳類」,指的是兩條腿行走的食肉恐龍,比如霸王龍。
這樣,三大類型的恐龍「三分天下」的基本格局就確定了。
那麼,這跟鳥類的出現有什麼關係呢?別急,你往下看就知道了。
· 02 ·
兩億年前就埋下的「伏筆」
剛才講了獸腳類恐龍,它們都是用兩條腿直立行走的動物。你覺得這一點像誰?答案顯然就是:鳥。
兩條腿直立行走有多重要呢?試想一下,如果沒有直立行走,那麼前面兩條腿永遠不可能解放出來,就永遠不可能變成翅膀。
其實,早在恐龍剛出現的時候,兩足行走的基本姿態已經確定下來了。下圖是一隻2.3億年前的埃雷拉龍骨架,它是最原始的獸腳類恐龍之一。
我們發現,即使在這麼原始的恐龍身上,它腿部的骨骼結構、行走方式,甚至肌肉的細節,都跟現在的鳥類非常相似。
可以說,當地球上剛剛出現獸腳類恐龍的時候,它們就已經為鳥類的誕生埋下了伏筆。
這一點並不是沒有人注意到。早在19世紀,英國著名的解剖學家託馬斯·赫胥黎就指出,某些獸腳類恐龍和鳥類在解剖結構上,存在諸多的相同點。
△ 託馬斯·赫胥黎
不過,這個觀點在20世紀初被人推翻了。那時候大家認為,恐龍不可能是鳥類的祖先。不過隨著更多恐龍化石的出土,人們慢慢意識到赫胥黎可能是正確的。
直到很久以後,到了上世紀六七十年代,美國耶魯大學的約翰·奧斯特羅姆讓人們重新開始討論起恐龍和鳥類的關係。
當時,科學家陸陸續續發現了一些「邪門」的恐龍骨骼,這些骨頭都屬於「奔龍類」(Dromaeosaurids)。
說它「邪門」,是因為它們的樣子實在太像鳥類了,誰也沒法無視這個特點。它們的骨頭和復原圖長這樣:
說起「奔龍類」,你應該還「見過」它們——在經典電影《侏羅紀世界》當中,那些看上去聰明伶俐又兇殘危險的恐爪龍,其實就是「奔龍類」的一種。
其實,奔龍類屬於一個更大的恐龍大家庭,這個家庭的名字叫做「手盜龍類」(Maniraptorans)。
「手盜龍類」,其實就離鳥兒們不遠了。
· 03 ·
恐龍的「迷惑行為」鑑賞
「手盜龍類」的獨特之處在於:以前人們認為只有鳥類身上才有的特徵,早就出現在「手盜龍類」的身上了。
我們來舉幾個例子說明一下,你就會驚訝地發現,這些恐龍越來越沒有「恐龍樣」了。
1.帶有氣囊的呼吸系統。
我們在中學生物課上學過,鳥類擁有一套獨特的呼吸系統:它們的肺連接著一些「氣囊」,這些氣囊可以促進氣流交換,提高呼吸效率。
△ 鴿子氣囊示意圖,白色的那些都是氣囊
當年的生物老師或許告訴我們,鳥類有氣囊是為了幫助飛行。但事實上,它一開始可能跟飛行沒有半毛錢關係。在「手盜龍類」恐龍的身上,早就有氣囊了。
恐龍身上有氣囊之後,它們的呼吸效率會更高,體力會更好。可以想像,這些恐龍絕不是慢吞吞的動物,肯定跑得嗖嗖快。
2.獨特的產卵和孵蛋方式。
巧的是,科學家發現了一些正趴在蛋上的「手盜龍類」恐龍。他們驚訝地發現,這些傢伙孵蛋的樣子,像極了我們熟悉的——老母雞。
比如,有一種叫「傷齒龍」的恐龍,就跟老母雞一樣,直接坐在蛋上,用自己的體溫「加熱」下面的蛋。
還有一種叫「竊蛋龍」的恐龍,不僅趴在蛋上,還會用兩個翅膀「抱住」蛋,畫風如下:
除了鳥兒之外,我們沒見過哪種動物是這樣孵蛋的——鱷魚會用枯枝落葉和泥土堆一個「小山包」,然後把蛋產在裡面;龜、蜥蜴和蛇一般產下蛋,就扔那兒不管了。
其實,就連圓溜溜的恐龍蛋本身,也在提示我們它們和鳥蛋之間的關係。
鱷魚蛋、烏龜蛋、蜥蜴蛋、蛇蛋和很多恐龍蛋,兩頭都是一樣大小的;但是,「手盜龍類」恐龍的蛋,往往是「一頭大一頭小」——這是雞蛋、鴨蛋以及一切現存鳥蛋的共同特徵。
3.羽毛和翅膀。
剛才沒有在開頭就講這一條,是因為我不想太「劇透」。
當你看到「手盜龍類」恐龍化石上清晰的羽毛痕跡,看到它們明顯的兩隻大翅膀,你不必是什麼專家,也能馬上聯想到這些傢伙的親戚是誰。
△ 帶有羽毛和翅膀的恐龍化石
提到長羽毛的恐龍,就不得不提到中國遼寧西部的某些地區。
正是在這些地方,出土了大量精美的、罕見的、難得的恐龍化石,正是依靠中國科學家出色的研究成果,鳥類和恐龍之間的關係才落下了「實錘」。如果沒有這一批中國化石,這個謎團還不知道要過多久才能解開。
比如,下面圖片裡這種恐龍,叫做「赫氏近鳥龍」。這傢伙如果出現在你家小區裡,你可能會誤以為它是喜鵲。它跟喜鵲差不多大,而且會飛!
△ 科學家通過化石裡的黑素體,還原了赫氏近鳥龍羽毛的顏色
再比如,有一種叫做「小盜龍」的恐龍,它翅膀上的羽毛和羽毛生長方式,跟現在的鳥類一模一樣,顯然它也是一種會飛的恐龍。
經過還原羽毛的顏色,科學家發現它長得就像一隻帶有長尾巴、四個翅膀的烏鴉。這個畫風一開始我也不太能接受,不過貌似這就是現實:
△ 小盜龍復原圖
講到這裡,「恐龍」和「鳥」兩者之間的界限,已經無比模糊了。現在拿出一塊化石,哪位專家也不敢說能一眼看出,這到底是恐龍還是鳥。
事實上,正是一些手盜龍類的恐龍,最終把前肢進化成了翅膀,變成了如今的鳥類。
· 04 ·
「我要飛得更高」
從會飛的手盜龍類恐龍,最終變成今天我們看到的、熟悉的鳥,還有兩件事沒做完:
第一是讓翅膀變得更適於飛行。
雖然剛才提到的一些恐龍已經可以飛行,但它們的飛行能力還遠不如現在的鳥類。
看一種動物飛行水平的高低,最重要的是這樣兩個因素:
1.「展弦比」(aspect ratio),即整個翼展(一個翅膀尖到另一個翅膀尖的長度)÷翅膀中間的寬度
展弦比小的動物,翅膀又短又圓,機動性強,非常靈活,適合在樹林裡飛行,比如麻雀;展弦比大的動物,翅膀又長又窄,穩定性強,適合在開闊地區長距離飛行,比如信天翁。
2.「翼負荷」(wing loading),即動物的體重÷翅膀的面積
翼負荷大,飛翔能力差,扇動翅膀次數多,比如家雞或者野雞;翼負荷小,飛翔能力強,扇動翅膀次數少,比如鷹或者雕。
從這兩個標準去看,後來的鳥類遠遠優於那些會飛的恐龍。
比如我們都知道的「始祖鳥」,它的翼負荷就要比那些會飛的恐龍親戚小得多,說明始祖鳥更加擅長飛行。而且,相對體型而言,始祖鳥的翅膀比任何一個手盜龍類恐龍的都大。
當然,跟今天鳥類相比,始祖鳥的很多結構仍呈現出原始的狀態;它的飛行水平,估計也就跟現在的野雞差不多。
△ 始祖鳥復原圖
第二是去掉尾巴。
現在的所有鳥類,尾巴都只是一撮毛而已,拔毛之後就只剩下一個光禿禿的「雞屁股」,沒有恐龍的那種細細長長的尾椎骨。
那麼,恐龍的大尾巴哪兒去了呢?答案是:長長的尾椎骨漸漸癒合到了一起,變成了一整塊短短的骨頭,叫做「尾綜骨」。
尾綜骨不僅是現代鳥類的特徵,它還促進了鳥類飛行能力的提高。
△ 現代火雞(左)和白額雁(右)的尾綜骨
我們可以想一下,那條帶有羽毛的大尾巴,肯定在飛行中能起到控制氣流的作用;一旦大尾巴消失了,控制氣流的能力就減弱了,這可怎麼辦呢?
方法是——尾巴不行翅膀補:
它們胸部用來控制翅膀扇動的肌肉,變得更大了;
它們的翅膀形狀變得更加修長,而且更便於控制了;
它們還發展出了翅膀上的「小翼羽」,在落地、起飛和慢速飛行中,都能起到重要作用。
△ 鳥類翅膀示意圖,其中粉色部分就是「小翼羽」
△ 空中盤旋的美洲隼,正在把小翼羽張開
做到這兩步,離真正的現代鳥類,只有咫尺之遙了。
從陸地上嗖嗖跑的恐龍,到樹枝間飛來飛去的恐龍,再到我們熟悉的鳥類,整個的過程也就介紹完了。
現在你知道了吧——鳥類不僅是恐龍的後裔,其實它們就是恐龍。
所以,不少科學家認為,現在的鳥兒應該統稱叫做「鳥類恐龍」;而那些已經滅絕的、我們在《侏羅紀公園》裡看到的恐龍,應該統稱叫做「非鳥類恐龍」。
現在再想想你吃的辣子雞丁,或許它還有一個更霸氣的名字:
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