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Nature:岌岌可危的始祖鸟

摘要 : 始祖鸟的偶像地位正岌岌可危。始祖鸟是人们发现的首个具有鸟类和恐龙特征的动物。而最近发现的新物种也具有相似的混合特征。但在上个月于德国柏林召开的古脊椎动物学会年会上,始祖鸟仍然占据着中心位置,它甚至被雕饰在官方会议的啤酒杯上。
Nature:岌岌可危的始祖鸟

始祖鸟的偶像地位正岌岌可危。始祖鸟是人们发现的首个具有鸟类和恐龙特征的动物。而最近发现的新物种也具有相似的混合特征。但在上个月于德国柏林召开的古脊椎动物学会年会上,始祖鸟仍然占据着中心位置,它甚至被雕饰在官方会议的啤酒杯上。

当过于简化的“第一只”鸟的观点被凌乱的进化过渡所取代时,新发现的化石和新锐的分析技术使始祖鸟在揭示细节的进程中处于首要地位。“始祖鸟的研究焕发新生机了。”瑞典乌普萨拉大学古生物学家Martin Kundrat说。

19世纪60年代初,首个始祖鸟化石样本出土于德国巴伐利亚州石灰岩矿场。直到最近,它们仍是已知的唯一拥有类似鸟类和恐龙特征的化石。一方面,它们很小,这种生物在青少年时期体形有喜鹊大小,成年后约相当于大乌鸦,并有适于滑翔的宽阔羽毛翅膀;另一方面,它们长有尖牙、恐龙样的爪子和有骨头的尾巴。这些特征带来了第一只鸟的观点,并且科学家一直将这个1.45亿年前的动物视为一种“过渡”物种——连接鸟类和恐龙的重要证据。(始祖鸟的希腊语意为“古老的羽毛”,而德文名为“第一只鸟”。)

但自上世纪90年代起,始祖鸟独一无二的地位就面临发现自中国的其他潜在过渡物种的挑战。赫氏近鸟龙和顾氏小盗龙也是类似始祖鸟的小型生物,并且它们可能肋生四翅进行滑翔。另外,徐氏曙光鸟长有与始祖鸟类似的腿、爪子和尾巴,但生存时间要早1000万年,这让它成为第一只鸟的更有力的候选者。

现在,许多科学家相信,始祖鸟只是另一种恐龙。也有人认为这难以置信。“对于一些鸟类学家而言,这是了不起的大事——始祖鸟是第一只鸟。”英国南安普顿大学古生物学家Gareth Dyke说,“他们宁愿砍掉一条腿,也不愿承认始祖鸟对鸟类起源毫无价值。”

始祖鸟的新样本也在重振研究。该物种目前有12个已知的化石,在此次会议上,Kundrat进行了第8个样本的首个科学描述。这块“幽灵”化石在上世纪90年代初发现于德国,但之后不久研究人员就与它“失联”,直到2009年一位收藏家将其购买。目前,它被暂借给巴伐利亚博物馆,并仅作研究使用。

Kundrat报告称,这块“幽灵”化石的年代比其他始祖鸟化石更晚,这证明可能不只有一种始祖鸟物种。7月,对第11个化石的分析结果显示,这种动物的腿部也覆盖着羽毛,这表明羽毛进化的目标除了飞翔还有炫耀或保温等。Kundrat提到,研究人员将很快从私人收藏者手中获得第12个样本。

科学家还开发出了始祖鸟分析新技术。Kundrat展示了在欧洲同步辐射实验室科学家帮助下制作的镶嵌于岩石中的“幽灵”骨骼的3D扫描图。“目前,我们有了始祖鸟头骨的首个非常详细的图片。”

美国布朗大学古生物学家Ryan Carney也提供了对一块名为瑟莫波利斯的始祖鸟化石的3DX射线断层身体扫描和对另一块化石的表层扫描。(Carney展示出一块黑色羽毛的纹身作为纪念他自己在发现始祖鸟羽毛的色素结构中的贡献,这个发现表明始祖鸟是黑色的。)这些分析结果有助于建造始祖鸟是否能飞行及怎样飞行的模型,以判断它们在从恐龙到鸟类过渡期中的位置。

对于始祖鸟大脑的揭示,会让大家知道它在进化树中的位置。去年,石溪大学进化生物学家Amy Balanoff及其同事在《自然》杂志发表论文称,始祖鸟及与其有关的恐龙的大脑与现代鸟类相似,尽管它们的体形相对更大。因为早期的恐龙即使会飞也不如现代鸟类那样善于飞行,这个发现表明大脑的扩张是发生于飞行出现之前。但是还有其他的线索表明始祖鸟并不比其他的过渡物种更像鸟类。“是另外一项数据夺去了始祖鸟的特殊性。”Balanoff说。

Balanoff目前正在调查始祖鸟的大脑是否在更精细的解剖细节上——从头骨形状和上面细微的凹凸印迹推断——和兽足类恐龙相同,即演化出鸟类的那一支系谱。她的团队还报告了在始祖鸟的大脑中发现了一种被称为“wulst”的结构,这种结构之前只在鸟类脑中被发现过。“wulst”结构是与感知相关的结构,可能帮助生物处理飞行时的视觉成像。但问题是科学家尚不清楚这种结构是否在始祖鸟的恐龙亲戚脑中也存在。

总之,这些发现表明没有单纯的从恐龙到鸟的过渡,这让“第一只鸟”的观点显得越发武断,更像是一段由不完整的化石记录引发的随想。“我爱始祖鸟。我写了一篇关于始祖鸟的论文。”英国巴斯大学古生物学家Nicholas Longrich说,“但在某些方面,我们得迈过始祖鸟这道坎儿。它正在变成这棵纷繁分支的家族系谱树上的另一块化石。”

有些人认为关于过渡的争论将来会变得无实际意义。“恐龙和鸟的界限将来会完全消失。”比利时列日大学的古生物学家Ulysse Lefevre说,Lefevre在柏林会议上讨论了中国化石模糊了恐龙和鸟的分界的问题。 

但是始祖鸟研究仍是理解恐龙—鸟系谱树的关键,这点十分清晰,“始祖鸟是不是第一只鸟目前有一些争论。但我认为这并不是一个重要问题。”Kundrat说,“通过新的定量分析,我们正在让始祖鸟重现于人们眼前。”

来源: Nature 浏览次数:53

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