鳥飛朝陽驚天下

遼寧朝陽鳥化石國家地質公園 地質長廊效果圖

    鳥飛朝陽驚天下

    在生命進化的長河中，鳥類是進化得非常成功的動物。鳥從哪裡來？鳥類怎樣從1.5億年前的始祖鳥進化成我們頭上飛著的鳥類？這是古生物研究的重大課題。但由於鳥類極難形成化石，130多年來對鳥類起源和早期演化的研究都幾乎只能圍繞著德國發現的10件始祖鳥化石進行。朝陽鳥化石的發現，一舉打破了這一令古生物學家尷尬的局面，被稱為"中生代原始鳥類研究的燈塔"。
 
 

鸚鵡嘴龍化石

    三塔中國鳥

    朝陽重大化石發現，是從一位普通農民開始的。

     1973年3月6日，朝陽地區的朝陽縣勝利公社黃花溝生產隊打井時，一位叫閻志有的社員和別人一起下井清理碎石。忽然，他發現一塊怪模怪樣的紫紅色石頭。社員們有的說這叫狗頭舍利，有的說是無價之寶。最後閻志有拿著它來到勝利公社醫院。醫院大夫趙永光說這可能是化石，是什麼化石他也不知道。他倆決定將這塊石頭郵寄到中國科學院去。幾天後，閻志有接到了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所恐龍專家趙喜進的來信，說讓保護好現場，他們很快就來。   

閻志有

    3月下旬，趙喜進和遼寧省及朝陽市的一些考古專家來到了黃花溝。經專家考察認為，這是一種屬於鸚鵡嘴龍的恐龍化石，一億多年前這種動物像螞蟻一樣成群結隊生活在湖泊、沼澤等潮溼地帶。

    鸚鵡嘴龍是一種兩足行走的以植物為食的小恐龍，因長有像鸚鵡一樣的角質喙而得名。因勝利公社機關所在地的蒙古族名叫梅勒營子，所以這種恐龍就被命名為梅勒營鸚鵡嘴龍。科學家研究命名任何一種生物，一般都由一個屬名和一個種名構成。如梅勒營鸚鵡嘴龍中"鸚鵡嘴龍"是其屬名，"梅勒營"是其種名。

    發現了鸚鵡嘴龍化石後，閻志有不管颳風下雨，一有時間就漫山遍野去找"龍"。一次，他又在山上發現了鸚鵡嘴龍化石並報告了有關部門，在專業人員到來之前，他和幾個農民一直守在那裡。就這樣，十幾年的時間，他發現了很多化石點。

    1987年7月18日上午，正在家裡起土豆的閻志有，聽說附近的南爐村出了魚化石，馬上走了十幾裡路趕到。與當地農民一起小心翼翼地挖掘著，突然剷出一塊和魚不一樣的東西。他仔細一看，石頭上隱約印著的是一隻少了胸部的小鳥。

    後來，閻志有把這塊化石交給了北京自然博物館年輕的古生物專家饒成剛。饒成剛與美國芝加哥大學年輕的古生物學家鮑爾·賽雷諾對這件化石進行了研究，並於1992年2月在美國的《科學》雜誌上發表了他們的研究結果。認為這隻嘴裡有牙、像麻雀大的小鳥是一種新的古鳥類，把它命名為三塔中國鳥（清朝初期朝陽城內有三座古塔，因此而被命名）。三塔中國鳥發現於地質學上叫"九佛堂組"的地層中，生活在大約1.2億年前地質上稱為早白堊世的時期。鮑爾·賽雷諾說，它具有一些恐龍的特徵，很可能是由恐龍向鳥進化過程中的過渡類型。令人奇怪的是這隻鳥具有許多始祖鳥那樣的像恐龍的特徵，但較古老的始祖鳥可能還主要生活在地上，還不太會飛，始祖鳥身上沒有什麼與現代鳥相似的骨骼特徵。而這隻鳥的飛翔能力較強，飛翔結構很發達，在樹上造窩，一般不在地上活動。與此同時，這隻小鳥還有許多原始特徵，如翅膀上還有爬樹用的爪子。鮑爾·賽雷諾說，發現這樣一個處於恐龍和鳥類之間的過渡類型是一件令人振奮的事情。
 

三塔中國鳥化石

三塔中國鳥復原圖

    三塔中國鳥的發現在世界上引起強烈反響，世界各國都爭相報導這一發現。美國的《發現》雜誌把這一發現評為當年全球一百項重大科技新聞之一。

    朝陽一帶的化石寶庫就這樣被打開了，此後一個個驚人的發現接踵而來。

    華夏鳥類群

    1990年7月，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的3位年輕的古魚類專家金帆、周忠和、張江永來朝陽採集魚類化石，在發現三塔中國鳥之地西北20公裡的朝陽縣波羅赤鄉南窪村乾涸的西大溝裡，周忠和發現了一塊白鱘科的魚化石，這是當時發現的長江白鱘已知最早的祖先。
     

周忠和在北票四合屯化石產地

    9月中旬，周忠和又來到這個荒涼的小山村，繼續尋找魚化石。在半個月的發掘中，他再也沒有找到這種魚化石，卻意外地發現了兩塊鳥化石。其中一塊特別完整，保存了完全的頭骨，這就是後來被命名為燕都華夏鳥的那塊化石。另一塊後來被命名為鄭氏波羅赤鳥。周忠和如獲至寶，驚喜萬分。此後，他和侯連海、金帆、張江永等，多次來這裡發掘，一共挖到了30左右塊鳥化石。

    南窪村一帶也和發現三塔中國鳥的地方一樣，都屬於九佛堂組地層，地質時代都是1.2億年前的早白堊世。但南窪村一帶發現的鳥類，雖然基本都生活在同一時代同一地域，但它們的體質特徵和適應方式卻有很大的不同，這說明當時鳥類的演化在向著不同方向輻射。古生物學家們根據這些鳥類的不同特徵，把它們分為燕都華夏鳥、鄭氏波羅赤鳥、始華夏鳥、北山朝陽鳥和凌河松嶺鳥等。
 

燕都華夏鳥復原圖

燕都華夏鳥化石

    燕都華夏鳥

    1992年3月，周忠和等在中國的《科學通報》上首先報導了他們對燕都華夏鳥的研究。朝陽曾是前燕、後燕和北燕的都城，所以周忠和等把"燕都"作為這種鳥的種名。燕都華夏鳥是一種比麻雀還小的鳥類，保存比中國鳥還要完整，是當時發現的同一時期世界上最完整的鳥類化石。它保留了不少原始的特徵，如嘴裡有牙，無角質喙，翅膀末端有爪子。但它又具有一些進步的特徵，如頭骨進一步變輕變薄，腦顱加大，前肢基本發展成翅膀，嘴比較扁而長，前肢爪子的長度較小，而後肢爪子大而彎曲。所以，這種鳥適於樹上生活，可能以小魚等動物為食。

    鄭氏波羅赤鳥，"鄭氏"是紀念已故中國科學院動物研究所鳥類學家鄭作新院士，他是中國鳥類學界的泰鬥人物。這種像麻雀一樣大的鳥，吻部短而高，近似現生猛禽的吻端構造。它的前頜骨上沒有牙，龍骨突還不發達。它在向著掠奪性食肉類猛禽方向發展演化，比三塔中國鳥更進了一步，它的捕食能力更高了。由於它的牙齒逐漸退化，但為了適應樹棲生活，它有像現生鸚鵡那樣的粗短而帶有鉤狀的嘴，既能吃堅硬帶殼的食物，又能咬住樹木幫助腳爪棲身於樹上。它的腳部結構顯示，其樹棲的能力超過了中國鳥和華夏鳥。
 

鄭氏波羅赤鳥化石

北山朝陽鳥化石 

凌河松嶺鳥化石

    北山朝陽鳥，它的發現是意外的收穫。1991年秋，古脊椎動物與古人類研究所的幾位專家，正準備結束在波羅赤鄉的發掘時，古鳥類專家侯連海卻從被傾倒的廢石中，劈出一件鳥化石。這一鳥類化石的保存並不完整，缺失了頭骨、前肢和後肢下部，但科學家在它的胸廓中發現了鉤突結構，這是在中國中生代鳥類中的首次發現。北山朝陽鳥形體較大，具有很強的飛行能力。在分類上它屬於今鳥類，代表了比較進步的一個類群。

    凌河松嶺鳥，胸骨發達，形體較小，可能向著適應濱岸、涉水鳥類演化，也屬於今鳥類。

    包括三塔中國鳥在內的，在九佛堂組地層中發現的這些古鳥類，統稱之為華夏鳥群。

    華夏鳥群的發現，在世界古生物界颳起一陣"中國風"。世界著名古鳥類學家、美國史密森研究院奧爾森教授稱："中國早白堊世鳥化石的發現也許可以稱得上自始祖鳥發現以來最重要的鳥類發現。"

    孔子鳥群

    1993年盛夏時節，長春地質學院年輕教師汪筱林在錦州市義縣棗茨山做野外工作時，聽村裡很多人說本村楊雨山家有一個像雞那麼大的恐龍化石，汪筱林把這件事寫信告訴了古鳥類專家周忠和。金秋十月，周忠和與本所研究哺乳類動物的年輕人胡耀明來到棗茨山見到了這件化石。發現這件化石並不是什麼恐龍，而是一個滿洲鱷。在返回北京途經錦州時，他們一起來到了化石收藏者張和家。張和拿出一件化石，說是哺乳動物。周忠和看後說，這不是哺乳動物，可能是鳥類，但是特徵比較奇特，他也不敢十分肯定。    

聖賢孔子鳥化石

    1994年初，周忠和收到楊雨山的來信，說他收到一塊有羽毛的鳥化石。周忠和與侯連海及本所年輕的恐龍專家尤海魯等來到楊雨山家，發現這是一種新的鳥類化石，保存下來的主要是腿部、腰帶等骨骼和羽毛。周忠和等返回北京途經錦州時，又來到了張和家，再次看了上次他們看過的那塊鳥化石。周忠和與侯連海研究認為，這兩塊鳥類化石是同一種鳥。     

    1995年，侯連海、周忠和等先後在中國的《科學通報》和世界上最具權威的科學期刊英國的《自然》雜誌上報導了他們對這種鳥的研究發現。認為這是除始祖鳥外世界上發現的最早也是最原始的鳥類。為了紀念中國古代偉大的思想家和教育家孔子，把它命名為聖賢孔子鳥。     

川州孔子鳥

    孔子鳥和始祖鳥一樣，像雞一樣大小，也保留一些比較原始的特徵，如翅膀上還有鋒利的指爪，頭骨各骨塊沒有像現生鳥類那樣癒合在一起，胸骨短平而不具龍骨突，不能附著發達的胸肌，因而飛行能力不強。但它也有一些比始祖鳥進步的形態特徵，如始祖鳥沒有像現生鳥類一樣的角質喙，而孔子鳥是已知最早有角質喙的鳥類。始祖鳥的嘴裡有牙，孔子鳥的牙已經退化。始祖鳥保留有爬行類長長的尾巴，孔子鳥的尾椎骨已變得很短，最後幾節還癒合為尾綜骨。特別是孔子鳥的肱骨上已經出現了氣囊，這是始祖鳥所沒有的。鳥類骨骼上出現氣囊，一些骨骼變空變薄，這樣可以減輕體重增加空氣浮力，有利於飛行。一般認為始祖鳥飛行的能力還不強，或許更多的是滑翔，聖賢孔子鳥已有了比較強的飛行能力。

    張和所提供的鳥化石，是遼西發現的第一隻孔子鳥。它和楊雨山提供的鳥化石都產自於在北票市上園鎮炒米甸子村尖山溝。
 

孫氏孔子鳥復原圖

孫氏孔子鳥化石

    1995年初夏，侯連海來到尖山溝附近的黃半吉溝考察時，一位教師把一塊在當地發現的化石交給了他。這塊化石上只保留了一隻鳥的左腿下部。但侯連海研究發現，這是一種比聖賢孔子鳥更原始的鳥類，是孔子鳥的一個新種，侯連海把它命名為川州孔子鳥（因北票市在遼金時期屬於川州）。川州孔子鳥的趾爪粗壯而不太彎曲，因而推測其主要為地棲生活。樹棲鳥類的趾爪彎曲度較大，這樣便於抓握樹枝。

    朝陽縣一位叫梁士寬的化石收藏者，先後於1996年4月和10月，把一二百塊非常精美的各種化石交給中國科學院古脊椎動物與古人類研究所和植物所的專家研究，其中有鳥類、鸚鵡嘴龍、魚類、龜類、蒼蠅、蚊子、螞蚱、蝦、三尾擬蜉蝣和植物等。

    在梁士寬提供的鳥類化石中，有一塊發現於四合屯化石產地，保存非常精美。侯連海研究發現，這種鳥屬於孔子鳥的又一個新種。它與聖賢孔子鳥和川州孔子鳥有著不同的顯著特徵，其上頜吻端有特殊的豁口、最後3個腰椎突癒合。形態特徵上有許多比較進步的方面。侯連海為這種鳥建立一個新種，命名為孫氏孔子鳥（孫氏為梁士寬已故的妻子）。

    1997年，錦州市化石收藏者杜文雅，把一塊在北票市章吉營子鄉李八郎溝發現的鳥類化石交給侯連海研究。在1999年6月17日出版的英國《自然》雜誌上，侯連海、周忠和以及他們的美國同行報導了研究成果，稱這種鳥也是孔子鳥的一個新種，把它命名為杜氏孔子鳥。杜氏孔子鳥是比聖賢孔子鳥小的種類，化石上具有清晰的角質喙印痕和雙弓型頭骨，下頜骨前部比較細。它的上頜骨較聖賢孔子鳥向前突出，下頜較孔子鳥向前擴展，指爪沒有聖賢孔子鳥那樣伸長和強壯，胸骨比較拉長。

    發現孔子鳥的地層叫義縣組。早白堊世，距今1﹒25億年左右。

    孔子鳥的發現，一舉震撼了世界古生物界。一些世界著名的古生物學家稱這一研究發現是"革命性的發現"、"20年來古生物界最重要的發現"。美國的《發現》雜誌1995年時已把孔子鳥的研究發現評為全球一百件重大科技新聞之一。由於新種孔子鳥的不斷發現和研究，1998年《發現》雜誌又把孔子鳥的研究和其它中國化石的發現一起評為當年全球一百件重大科技新聞之一。
   

杜氏孔子鳥化石

    後來，義縣組地層中又發現了被命名為長趾遼寧鳥、步氏始反鳥、橫道子長城鳥、嬌小遼西鳥等化石。義縣組發現的這些古鳥類，被稱為孔子鳥類群。

    華夏鳥類群的新發現

    上河首，是繼波羅赤、尖山溝、四合屯以後，朝陽地區發現的又一個可以與德國的索倫霍芬相提並論的化石產地。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所繼在波羅赤、尖山溝和四合屯的化石發掘後，2000年又在上河首進行了兩次發掘，發現了被命名為朝陽長翼鳥和馬氏燕鳥兩種新鳥類。 

朝陽長翼鳥化石

    朝陽長翼鳥

    具有類似現代鳥類有穩固的胸廓供發達的肌肉附著，並具有較長的前肢，表明它具有較強的飛行能力，故而有長翼之稱；它的嘴較長，表明它適宜水中捕食；它的後肢拇趾與其它三趾對握，表明它適宜樹棲生活。馬氏燕鳥，因朝陽為"三燕古都"和紀念美國古鳥類學家馬丁而名。這種鳥個體較小，頜部有牙，在飛行結構上與現代鳥類已沒有明顯的區別。

    大平房，是繼上河首之後又一個世界級化石產地。2001年下半年，古脊椎動物與古人類研究所的專家在這裡收集到一件鳥類化石，經過專業人員在顯微鏡下長達3個多月的精心修復，一個長達70多釐米的大型鳥類露出了本來面目。這個比始祖鳥晚3000萬年的鳥類，其原始性卻僅次於始祖鳥。始祖鳥雖然有進步的鳥類羽毛，卻拖著一條像爬行動物一樣的尾巴，成為恐龍向鳥類過渡的重要證據。而這隻鳥保留著一根由20多枚尾椎骨組成的細長尾巴。現代鳥類和絕大多數古鳥類尾椎骨數量不多，最後幾節癒合成叫"尾綜骨"的骨杆，以供尾羽附著。在迄今發現的鳥類化石中，唯有這隻鳥和始祖鳥一樣，保存了完整的尾椎骨而沒有尾綜骨。這些特徵和馳龍類恐龍十分相似，說明鳥類和這類恐龍關係十分密切。這隻鳥的第二腳趾特別發育，和奔龍類、傷齒龍類的小型獸腳類恐龍相似。周忠和、張福成在2002年7月出版的英國《自然》雜誌上報導了他們的研究發現，根據它的原始性特徵把它命名為原始熱河鳥，屬名熱河是因朝陽一帶被化石學術界稱為熱河生物群。

    周忠和等報導稱，原始熱河鳥體內保存了許多植物種子化石，這在中生代的鳥類研究中是首次報導。在我國發現的數百件鳥類化石中，這是第一件保存了有關食性的直接證據。非常有趣的是，原始熱河鳥的牙齒已經十分退化，但是上下頜都十分粗壯發達，推測可能是為了適應吃種子的需要。另外一個有趣的現象是它體內的種子都比較完整，保留了比較新鮮的外表。雖然這些種子屬於什麼樣的植物，是屬於被子植物還是裸子植物，還需要進一步的證據和研究，但可以反映出當時草木繁盛，果實纍纍的生態景象。熱河鳥體內保存的種子化石表明，鳥類的食種子行為在鳥類演化很早的階段已經開始出現。同時，這一化石還為研究動植物的相互關係和協同演化提供了一個很好的材料。
 

朝陽長翼鳥復原圖

鳥類進化展示

    朝陽一帶的鳥類化石，無論在種類方面還是數量方面或者保存之精美方面，在全世界都是無與倫比的。這些化石的發現與研究，為認識早期鳥類的演化輻射和古生態提供了獨特的窗口。這些同期不同類的鳥，在大小、運動和生活方式等方面的差異表明，到了早白堊世鳥類已經出現了快速的生態分化現象，並形成多個支系向前演化發展。有些代表原始、保守的一類，如孔子鳥、熱河鳥、華夏鳥、中國鳥等，它們處在鳥類進化的旁繫上，到白堊紀末或之前，像恐龍一樣絕滅了。唯有一個支系，代表的是進步的一類，如遼寧鳥、朝陽鳥和松嶺鳥等，它們有可能演化成現生鳥類。      

馬氏燕鳥化石  

  

朝陽市臺辦供稿