「華麗羽王龍」:帶羽毛的超級恐龍

「華麗羽王龍」：帶羽毛的超級恐龍

2012-04-28 12:09 作者：王瓏錕來源：三聯生活周刊 2012年第17期

1.25億年前，披著羽毛、身長9米的「華麗羽王龍」被噴發而出的火山灰瞬間吞噬。今天，它的化石成了蜚聲海內外的「明星」。

家族譜系

本月初，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的徐星研究員及其團隊的論文《中國發現迄今體型最大的帶羽毛恐龍化石》在英國《自然》雜誌上刊發。「華麗羽王龍」的發現，使得帶羽毛恐龍的體積上限達到了過去沒有想到的程度，這顛覆了恐龍在大型化過程中羽毛會逐步退化的觀點。

化石來自三隻恐龍，一隻成年的和兩隻幼年的。「每隻的具體年齡目前沒有確定，體形最大的成年恐龍與體形最小的幼年恐龍相差8歲。」研究團隊成員王爍告訴本刊記者，「最大的這隻體長大約9米，體重1.4噸。這之前，我們在遼西熱河生物群發現的最大個體的帶羽毛恐龍是『意外北票龍』，體重僅有『華麗羽王龍』的1/40。」

澳大利亞科學家 Brian Choo繪製的「華麗羽王龍」與兩隻「意外北票龍」(左下)

「華麗羽王龍」的意思是長有華麗羽毛的暴龍。「稱之為『華麗羽暴龍』也沒問題，我喜歡叫它『華麗羽王龍』，更好聽，也更有中國味兒。」徐星說。

恐龍有兩大類群，蜥臀目和鳥臀目，其中蜥臀目又分為蜥腳類和獸腳類。暴龍屬於獸腳類，它們可能是有記錄以來地球上生存過的最大型的肉食性恐龍。暴龍擁有龐大的身形，粗壯的後肢和有力的下顎，有快速奔跑能力，因而佔據著食物鏈的頂端。霸王龍是廣為熟知的家族成員，身長約13米，生長於白堊紀末期。而「華麗羽王龍」生長在早白堊紀。從時間順序上，可以將「華麗羽王龍」簡單理解為霸王龍的祖先。「華麗羽王龍」的化石出自我國遼寧省，而霸王龍則主要生長在北美地區。「華麗羽王龍」的「長相」有許多特徵，例如，它的頭頂有低矮的「冠子」——包含著瘤狀結構的脊狀物，它的鼻孔形狀比較狹長等。

在暴龍家族中，「華麗羽王龍」並不是第一個被發現有羽毛的。《自然》雜誌早在2004年，就發表過發現並研究「帝龍」的論文。徐星對其羽毛的描述是：「下頜和尾巴尖端周邊發現有纖維構造物，尾骨化石上的羽毛長約2釐米。」與「帝龍」一樣，「華麗羽王龍」化石可以作為鳥類由恐龍進化而來的有力佐證。

大型恐龍長羽毛，顯然與傳統印象中恐龍遍體鱗片的冷血動物形象相悖。那麼體形最大的食肉恐龍霸王龍到底有沒有羽毛呢？「問題就在這兒，目前只有有限的證據表明霸王龍體表是鱗片，而非羽毛。」徐星告訴本刊記者，「並且只在霸王龍的腳部和臀部發現了鱗片，至於其他部位則缺乏直接證據。」

據徐星介紹，這次「華麗羽王龍」化石的發現可以得出的結論是：「在食肉恐龍中，羽毛的分布可能相當廣泛。」他羅列了中華龍鳥、意外北票龍、千禧中國鳥龍、尾羽龍、原始祖鳥、小盜龍、義縣龍、帝龍、近鳥龍、曉廷龍等已經發現的長有羽毛的食肉恐龍。

恐龍為什麼長毛

「華麗羽王龍」的羽毛長得什麼樣子呢？徐星告訴本刊記者：「非常原始的羽毛，可以用小雞的絨毛來形容。」這個說法強調的是，從功能上講，其羽毛像小雞絨毛一樣起到保溫的作用。實際上，「華麗羽王龍」的羽毛又長又硬，平均長度15～16釐米，這在已經發現的帶羽毛恐龍中算得上最長的之一。這次發現的羽毛主要在成年那隻「華麗羽王龍」的尾巴上，較小一隻的腿部和臀部，還有最小那隻的脖子和前臂部分。其中，最小那隻「華麗羽王龍」的羽毛印痕最為明顯。

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星

一走進徐星的辦公室，本刊記者就注意到放在桌子上的「華麗羽王龍」化石標本，可以明顯地看到一根一根的羽毛，條理清晰，非常密實。

「這是絲狀結構的羽毛。」王爍介紹說，鳥類的羽毛一般分成兩大類，絨羽與片羽，類似於小雞絨毛這種的就是絨羽；而片羽則是有羽軸的，例如孔雀的尾羽。「華麗羽王龍」的羽毛並不像鴿子等鳥類的羽毛。鴿子的羽毛屬於飛羽，中間有一個羽軸，兩邊是羽片，而且兩邊的羽毛並不對稱，羽軸的一側非常窄，而另外一側非常寬，這種不等稱的羽毛具有空氣動力學的特性，只有這樣的羽毛才能適合飛翔。

徐星認為，早白堊紀比霸王龍生長的晚白堊紀溫度要低10攝氏度左右，「保溫」的解釋順理成章。中科院之前對鸚鵡嘴龍等恐龍做過牙釉質中碳氧同位素檢測的研究，推斷出遼西地區在早白堊紀時的溫度與現在遼寧地區的溫度差不多，最熱不超過20攝氏度。除了遼西，在日本和我國甘肅、廣西等地的類似研究也證明了當時亞洲地區的溫度較低。

徐星認為，「華麗羽王龍」的發現，加深了古生物學界對恐龍羽毛衍化複雜性的認識。

過去，普遍觀點認為，動物在大型化的過程中羽毛逐步退化。以象為例，小象的身體表面長著軟毛，而成年的大象沒有長毛。熱交換與表面積有關，熱量的產生與體積有關，而表面積與體長是二次方的關係，體積與體長是三次方的關係。隨著大象的成長，自身能夠產生的熱量足夠多，相對散熱面積變少，所以並不需要羽毛。按照該觀點，像「華麗羽王龍」這樣體長9米的大型恐龍，相對散熱面積足夠少，羽毛對於它而言完全沒有存在的必要，更何況傳統上認為恐龍是冷血動物。

但現在看來，恐龍大型化將導致羽毛退化的觀點並不全然正確。能夠解釋「華麗羽王龍」帶羽毛的原因有兩個：第一，恐龍的生理結構和新陳代謝方式與現在的動物差異明顯，也就是說，即便大型恐龍長有很厚的羽毛，產生的熱量也不會擾亂其生命體徵；第二，帶羽毛恐龍生存環境的溫度較低，目前這種觀點具有一定的證據支撐。

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