【科技日報】鳥類是由恐龍演化而來嗎?

2020-12-23 中國科學院

鳥類恐龍起源說逐漸成為有關鳥類起源研究的主流假說,但是,在世界範圍內,卻長期缺少侏羅紀時代的似鳥類恐龍化石證據。我國科學家的一個發現為這一假說提供了有力的證據。請關注——

2010年10月1日,英國《自然》雜誌發表了瀋陽師範大學古生物研究所課題組發現的帶羽毛恐龍化石,該化石被命名為「赫氏近鳥龍」,是迄今為止發現的世界上最早最完整的帶羽毛恐龍化石。日前,全程參與「赫氏近鳥龍」課題組研究的中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星教授在「首都科學講堂」舉辦了一場講座。他認為,「赫氏近鳥龍」化石的發現極大地支持了界內一直存在的鳥類恐龍起源說。

一隻火雞引發的假說

據徐星介紹,鳥類恐龍起源假說的提出有著一個非常有趣的故事。1870年的一天,英國著名博物學家赫胥黎在吃晚餐時突然發現啃光了肉的火雞骨架與恐龍的骨骼異常地相似,於是他提出了一個大膽的假說:「鳥是由恐龍演化而來的。」而上世紀70年代,美國耶魯大學教授奧斯特隆通過分析鳥類與其它初龍類(一個包括恐龍、翼龍、鱷型動物以及一些滅絕支系的爬行動物類群)的關係,也進一步論證了鳥類可能起源於獸腳類恐龍中的一類小型恐龍。隨後,古生物學家們在世界各地發現了許多像鳥的恐龍化石,為鳥類恐龍起源說提供了更多的證據。這一假說逐漸成為了有關鳥類起源研究的主流假說。

但是,這一假說顯然有一些薄弱環節。世界上公認的最原始鳥類是始祖鳥。「始祖鳥」化石最早是於1861年在德國境內被發現。它們大約生活在1.45億年前左右,長有翅膀、羽毛、爪子、牙齒和有骨尾巴。如果鳥類是由一類恐龍演化來的,似鳥的恐龍化石應該大量存在於1.45億年之前,可是,在世界範圍內,卻長期缺少侏羅紀時代的似鳥類恐龍化石證據。「針對鳥類恐龍起源說的一些質疑,研究的關鍵是要找到一些確鑿的化石證據,特別是在1.5億年以前的化石證據。」徐星介紹說。

恐龍化石上出現羽毛印跡

羽毛是鳥類區別於其他生物的重要特徵,因此帶羽毛印痕恐龍化石的發現能夠為鳥類起源於恐龍的論說提供更有力的證據。

「原始的恐龍身上是長著鱗片的,從長著鱗片的恐龍到長著羽毛的鳥類之間必定經過了一個漫長的階段,因此尋找到能夠說明這一演變過程的化石便有著極其重要的意義,而這一發現過程也是非常困難的。」徐星說。

據他介紹,1996年在遼寧發現了世界上第一個長羽毛的恐龍化石「中華龍鳥」,這種恐龍身上長著黑色如頭髮絲的原始羽毛,該發現在當時引起了全世界的關注。而隨後分別於1997年、1999年同樣在遼寧發現的「北票龍」及「中國鳥龍」等化石,都為說明恐龍從鱗片發展到羽毛提供了重要的信息,揭開了鳥類的羽毛是如何形成的這一謎題。此後陸續發現的小盜龍等化石更是為恐龍如何學會飛翔做出了解答。

「『赫氏近鳥龍』化石最初是2009年年底遼寧省建昌縣玲瓏塔地區的一個農民發現的,化石所處地層屬於侏羅紀,距今大約1.6億年。該化石較之中華龍鳥的時代要早3000萬年左右,較之『始祖鳥』生活的時代要早幾百萬年至1000萬年。」他表示,與原來的標本相比,本次發現的『赫氏近鳥龍』化石標本提供了更完整、更豐富的信息。新發現的化石在其近乎完整保存的骨架周圍清晰地分布著羽毛印痕,特別是在前、後肢和尾部均分布著外形奇特的飛羽。「它的發現填補了恐龍向鳥類進化史上關鍵性的空白。」

鳥類源於恐龍的進化論說

那麼,除了通過羽毛這一特徵來判斷恐龍與鳥類之間的物種進化關係外,還有哪些方面的證據可以用來證明鳥類恐龍起源說呢?

「判斷一個物種是否由另一個物種進化而來,主要是從幾個方面來考察其親緣關係:首先是形態學方面,即物種間在骨骼形態及軟體形態是否相似;其次是從微觀方面,包括比較DNA和蛋白質序列等;另外就是從行為學上觀察,比如哺乳動物一般出生後需要吃奶,而這種哺乳行為便能將所有的哺乳動物聯繫起來,形成一種親緣關係。」徐星表示。

他說,具體到恐龍和鳥類的親緣關係,通過對比恐龍骨骼及早期鳥類骨骼形態,科學家們發現一些恐龍骨骼與鳥類的骨骼非常地相似。另外一些學者還嘗試著把一些恐龍的骨骼及恐龍蛋切開,觀察其微觀結構。同樣發現恐龍骨骼和恐龍蛋的微觀結構與鳥類骨骼和蛋的微觀結構也極其相像。另外,在研究過程中,一些科學家甚至還發現有些恐龍跟鳥一樣能孵卵,比如20世紀20年代發現的「竊蛋龍」化石,經研究,科學家們一致認為,竊蛋龍實際上具有孵蛋的功能,這在行為學上又與鳥類存在著共同點。

同時,徐星指出,來自中國的化石為復原恐龍如何演化為鳥類提供了最為直接的證據,比如,恐龍的前肢是如何演化為鳥類的翅膀的,恐龍身體上的鱗片是如何演化為鳥類的羽毛的,甚至陸地上的恐龍是如何演化出飛行能力的等等,這十幾年來發現於中國遼寧和新疆等地的化石為解答這些問題提供了最重要的信息。

假說論證任重而道遠

「恐龍是一個很龐大的家族,其中有很多不同的體系和分支,我們這裡所說最終進化為鳥類的恐龍當然只是其中的一個支系。」徐星說。

鳥類恐龍起源說從19世紀發展到現在,其中經過了無數位科學家和古生物學家的努力研究和論證,已經得到了很大的發展,而這期間陸續出土和發現的相關恐龍和鳥類化石,都不斷地給這一觀點提供越來越豐富有力的證據和說明。雖然如此,現在是否已經有非常充足地論據可以斷定,鳥類確實是由恐龍發展而來呢?

徐星表示,我們可以確信鳥類是由恐龍演化而來的,但要釐清這個轉化過程還需要做更多的研究。尤其是需要發現和研究大量的侏羅紀時代似鳥類恐龍化石,才能展示出較完整的路線和進化樹圖,而能比較精確說明演化具體過程的化石並沒有完全找到,因此還缺乏許多關鍵點的證據有待發現,而這個工作需要研究者們繼續不懈的努力和熱情。

(2010年02月25日)

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