英国《自然通讯》杂志近日刊发论文披露的巨嵴彩虹龙“火”了,它的家在中国。它有炫目的彩虹色羽毛,还有关乎恐龙向鸟进化的“重要环节”——不对称飞羽出现。此前,人类发现最早有不对称飞羽的动物还是始祖鸟。而新发现比这个提早了至少1000万年,且首先出现在带羽毛恐龙尾部,而不像现代鸟类那样同时出现在尾巴和翅膀上。
这只斑斓若蜂鸟、大小如公鸡的彩色恐龙有多重要?让我们一起来听听论文作者之一的徐星细说关于“彩虹”和鸟类起源的故事。
“彩虹”化石
在河北青龙被找到
这件产自河北青龙的侏罗纪中晚期带羽毛恐龙化石表明,对于飞行至关重要的不对称飞羽在大约1.6亿年前已经出现。
由沈阳师范大学教授胡东宇、中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星牵头的研究团队通过对这件化石两年多时间的研究,发现了一个和鸟类亲缘关系很近的恐龙新属种,并将其命名为巨嵴彩虹龙。巨嵴彩虹龙与此前发现的著名的赫氏近鸟龙同属近鸟龙类,代表世界上已知最早的带羽毛恐龙,为复原恐龙到鸟类的演化过程提供了许多重要信息。
巨嵴彩虹龙近乎完整的骨架周围清晰地分布有羽毛印痕,它的尾羽羽轴两侧的羽片是不对称的,这使它成为迄今最早的具有不对称飞羽的动物,把不对称飞羽的出现时间提早了至少一千万年。据胡东宇教授介绍,不对称飞羽是现代鸟类用于飞行的典型特征,因此巨嵴彩虹龙尾巴上不对称飞羽的发现充分表明,其当时已具有辅助飞行特征甚至能力。“而其前肢上的飞羽却几乎是对称的,表明不对称飞羽可能首先从尾巴上演化出现,说明尾巴对于飞行起源至关重要。”胡东宇说。
科学家在巨嵴彩虹龙化石头颈部、胸部以及尾基部等处的羽毛中发现了之前从未发现过的一种色素体,因此推断它的相应部位很可能有非常鲜艳的羽色,并进而将其命名为彩虹龙。
此外,在巨嵴彩虹龙拇指上还发现了目前已知最早的小翼羽,即现生鸟类拇指上着生的一簇对鸟类慢速飞行和着陆时起重要作用的小飞羽,表明这种羽毛的演化在1.6亿年前的近鸟龙类中已经发生。同时,它有一个比德国始祖鸟的尾巴还要大的芭蕉叶状尾扇,这在同时代近鸟龙类中从未发现过。首次证实1.6亿年前带羽毛恐龙的飞羽已经像现生鸟类一样,发生了由羽轴到羽枝再到羽小枝的二级分化。
“彩虹”恐龙的十个秘密
恐龙不但会飞 飞羽还不对称
1.“彩虹”为何在中国被找到?
徐星:在恐龙生活的中生代中晚期,辽宁西部、内蒙古东南部、河北北部这些地方有频繁的火山喷发。于是,很多动植物瞬间被杀死,又立刻被火山灰掩埋。本来,皮肤、羽毛的印痕很难在化石中保存下来,唯独这种火山突发造成的环境例外。正是在河北东北部的青龙县,今人幸运地得到了骨羽犹在的“彩虹”。
2.化石灰扑扑的,为何给它起名“彩虹”?
徐星:其实,这是我和同事给它起的拉丁语名字的音译,每次起名字都好费心的,跟取孩子的名一样。
我们从羽毛里提取了一种亚细胞结构——黑色素体,其中一些形态很罕见,呈薄饼状。这种形态经常跟鲜艳的颜色相关联,只有蜂鸟等少数鸟类有这种美丽的色泽。
3.名字里的“巨嵴”啥意思?
徐星:“巨嵴”指眼眶上面两个角状的结构,这也是比较奇怪的一点。这种装饰性的骨质结构常见于更原始的恐龙,如霸王龙、角鼻龙、双棘龙等肉食性恐龙,但这种有羽毛、跟鸟很接近的恐龙一般就不会再有了。不过,“彩虹”再次说明,生物演化就是这么奇怪,总和人想的不一样。
4.“彩虹”为什么很重要?
徐星:1996年以前,所有的博物馆、科普书上的恐龙复原像上一般都只有鳞片,因为人们从来没在恐龙化石上找到从鳞片到羽毛的过渡形态,或者羽毛。
但近20年的恐龙化石大发现完全解决了这个问题。科学家搞清楚了:原来,恐龙家族诞生之初就有最简单的羽毛,然后逐渐变成毛茸茸的羽毛,接着出现了片状飞羽,还发现了对称和不对称的两种飞羽。
其中,不对称飞羽是鸟类飞行的关键因素。生活在1.6亿年前的“彩虹”是目前世界上最早出现这种羽毛的恐龙,比始祖鸟还早了1000万年。你说它重不重要?
5.“彩虹”因何只有尾巴上有不对称飞羽?
徐星:这就是“彩虹”另一个让科学家大跌眼镜的地方。一般来说,翅膀(胳膊)上和尾巴的飞羽应是一致的,要么都对称,要么都不对称。
“彩虹”提供了两个重要信息:一是尾巴和翅膀的羽毛进化或许不是同时发生的;二是要重新思考不对称飞羽、尾巴对于飞行的作用了!
6.“彩虹”到底能不能飞?
徐星:根据彩虹恐龙与鸟类相似的形态学结构,它能够短距离飞的可能性仍然存在。但目前这仅是一个假说,有待进一步证实。
我认为,基本的飞行结构在彩虹恐龙身上已出现,但是考虑到它的前肢比较短,比例上并不是很适合飞行。
7.“彩虹”是最接近鸟的恐龙吗?
徐星:没错。如果把恐龙向鸟类的进化想象成一条马路,那么“彩虹”可能就站在最早的那个分岔口上。至于它是站在恐龙这边,还是鸟类那边?我觉得还需要未来更多的发现来决定。
8.在侏罗纪,“彩虹”过着怎样的生活?
徐星:侏罗纪时代中晚期比现在更温暖、潮湿。根据它后肢上的羽毛推测,它很可能生活在树上,因为这种腿部构造并不适合在陆地上奔跑。周围可能是一片群山环绕、浅湖相间的森林。
彩虹恐龙很可能以小的哺乳动物和蜥蜴为食,尖锐的牙齿和爪子表明它非常凶猛。
9.巨大恐龙怎么会变成轻盈鸟类?
徐星:1868年,英国人托马斯·赫胥黎提出恐龙进化为鸟的假说,虽得到一些学者支持,但之后将近一个世纪里,该观点被认为是无稽之谈。直到20世纪70年代,美国学者根据一系列化石证据复兴了这一假说。
1996年,在辽西热河生物群,中华龙鸟的化石被发现,它具备类似雏鸟的茸羽。随后,在辽西和其他地方,科学家发现了许多带羽毛的恐龙。2009年,最早具对称飞羽的赫氏近鸟龙化石在中国被发掘,它生活在1.6亿年前。
而最近发现的彩虹恐龙有更多的鸟类结构特征,如它的骨骼结构和羽毛。它完美接续了从中华龙鸟到赫氏近鸟龙,再到始祖鸟的“进化树”。
10.为什么恐龙会进化为鸟类?
徐星:生物的演化是没有原因的。但你可以反过来想,为什么自然选择了它?最可能的原因是当时大自然选择了那些能在树上生活,能够滑翔和飞行的物种,这些物种最终拥有了高超飞行能力。
在6600万年前的恐龙灭绝中,可能只有能飞的恐龙存活下来,变成了今天的鸟类。彩虹恐龙的“后代”至今仍统治着地球的天空。据新华社
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