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鳥類有可能是恐龍進化而來的嗎

生活 更新时间:2024-08-27 15:17:14

過去20年在中國遼甯省等地發現的有羽毛恐龍化石,逐漸拼湊出鳥類的演化故事。可以說,鳥類是曆經千萬年漫長的馬拉松賽後,最終取得勝利、繁盛至今的恐龍。

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2014年11月一個寒冷清晨,大約六點距離天亮尚早,我穿越北京車站的人群,奮力登上一班擁擠火車。我要前往遼甯省錦州市,那是中國東北邊境的城市,規模約如美國芝加哥。火車行經許多水泥工廠和霧蒙蒙的玉米田,我想趁機補眠,但實在太興奮而睡不着。有一據說極為驚人的東西正在目的地等着我,是一名農夫在收割作物時意外發現的神秘化石。

四小時後,我踏上錦州車站的月台,跟在呂君昌後面走,他是北京中國地質科學院的着名恐龍獵人,曾請我協助研究化石。當地幾位顯要人物前來歡迎,很快把我們接往城郊的錦州市博物館,那是一棟看起來搖搖欲墜的建築。我們彷彿即将迎接一場政治高峰會,一行人帶着嚴肅的氣氛沿長廊前行,最後轉進一間廂房,裡頭有塊石闆放在一張小桌上。就在這時,我發現自己面對面盯着一件此生僅見最美的化石,那是約莫猴子大小的一副骨骼,周圍的灰色石灰岩與巧克力棕色骨頭形成鮮明對比。

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這顯然是一隻恐龍,牙齒像牛排刀,有尖爪和長尾,無疑是電影《侏羅紀公園》裡那些兇惡的伶盜龍屬(Velociraptor)的近親,但這副标本在很多方面都與那些普通恐龍有顯着的差異。牠的骨頭輕盈且中空,雙腳如鶴腳般細長,而且全身覆蓋各式羽毛,包括牠的手臂就像插上許多大型鵝毛筆,一根挨着一根堆疊成翅膀。這隻恐龍顯然與鳥類非常相似。

大約一年後,我和呂君昌把這副骨骼描述為新種,命名為振元龍屬。過去20年來在遼甯挖掘出許多有羽毛的恐龍,這是最新一種;這系列驚人化石宛如翻頁動畫,描繪出昔日怪物般的恐龍如何變身為今日的鳥類。

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這些化石的意義非常重大。自達爾文(Charles Darwin)伊始,科學家一直想知道演化如何創造出截然不同的全新動物類群。這發生得很快嗎?是源自偶然的怪異突變,從此把一種陸生動物變成天空的主宰?或是這些新類群其實發展緩慢,曆經數百萬年,生物才得以适應變動的環境?振元龍以及從遼甯和其他地方發現的化石,逐漸解開這亘久謎題。

過渡階段的化石

鳥類擁有許多不同于其他現生動物的特征。除了具有一些有助飛行的性狀,牠們的新陳代謝也很快,因此生長速度極快,而增大的腦部也賦予鳥類高度智能和敏銳感官。事實上,正因鳥類如此獨特,研究人員長期以來都對牠們的起源困惑不已。

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1860年代,英國生物學家赫胥黎(Thomas Henry Huxley)着手厘清鳥類起源之謎。他是達爾文最要好的朋友之一,也是其最熱切的支持者;達爾文于1859年出版《物種起源》幾年後,德國巴伐利亞的采石工人噼開一塊石灰岩闆,發現裡面有1億5000萬年前的骨骼,宛如科學怪人制造的怪物。牠有類似爬行類的利爪和長尾,羽毛和翅膀卻像鳥類,赫胥黎把牠命名為「始祖鳥」(Archaeopteryx),并發現牠與細颚龍屬(Compsognathus)之類的小型食肉恐龍有着不可思議的相似度;細颚龍也約在同時期登場亮相。于是他提出一項激進的想法:鳥類是恐龍的後代。其他人不同意,往後這項争議在正反兩端來來回回擺蕩了100年。

如同往例,這個問題的答案最終随着新化石的發現而塵埃落定。1960年代中期,美國耶魯大學的古生物學家歐斯壯(John Ostrom)在北美洲西部挖掘出驚人的似鳥恐龍「恐爪龍屬」(Deinonychus),牠的長手臂幾乎像翅膀,輕盈的骨骼也顯示牠是活力旺盛的動物。歐斯壯猜測恐爪龍甚至有羽毛,畢竟鳥類如果由恐龍演化而來(當時有很多古生物學家漸漸接受這觀點),羽毛必定是在演化系譜樹的某個枝節發展出來。但歐斯壯無法确定,因為很可惜他手上隻有這動物的骨頭,像羽毛這類柔軟結構曆經死亡、分解和掩埋的摧殘,極少留存下來成為化石。

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歐斯壯等待着,繼續尋找真正能把鳥類和恐龍串連起來、打破一切懷疑的聖杯,即保有精細構造的恐龍骨骼,足以證明有羽毛。1996年,歐斯壯的研究生涯即将告終,他到美國紐約市參加嵴椎動物古生物學學會的年會,遇到目前任職于加拿大亞伯達大學的柯裡(Philip Currie)前來找他攀談。柯裡也一直研究似鳥恐龍,那時剛去中國一趟回來,他聽到風聲說那裡有一種非常特别的化石。他拿出照片給歐斯壯看,照片中可見一隻小恐龍周圍有一圈羽絨,由于受到火山灰快速掩埋而完美保存,就像意大利龐貝城那樣。歐斯壯哭了出來,終于有人找到他的有羽毛恐龍了。

柯裡給歐斯壯看的化石後來命名為中華龍鳥屬,就此打開發現的閘門。科學家一窩蜂沖去它的發現地遼甯,簡直像淘金客,不過隻有當地農民才知道要去哪裡找。發現中華龍鳥20年後的今天,化石獵人已從遼甯找到20多種有羽毛恐龍,種類多樣,包括渾身發狀細毛、體長達九公尺的霸王龍原始親戚,還有長出像豪豬的簡單羽根、大小像狗的食草動物,甚至有翅膀完整、大小像烏鴉的滑翔動物。它們都是全世界最着名的化石。

遼甯的有羽毛恐龍化石證實了一件事:鳥類的确是從恐龍演化而來

但這種陳述恐怕有誤導之嫌,因為這讓人覺得兩者屬于完全不同的類群。事實上,鳥類根本就是恐龍,是恐龍很多次類群的其中一個,可以沿着牠們承繼的特征回溯至所有恐龍的共同祖先,因此鳥類就像三角龍屬(Triceratops)或雷龍屬(Brontosaurus)一樣是貨真價實的恐龍。你可以這樣想:鳥類與恐龍的關聯,正如同蝙蝠是會飛的特異哺乳類。

鳥類有可能是恐龍進化而來的嗎(鳥從恐龍演化而來)6

遼甯化石也協助解開鳥類的演化分類之謎,顯示牠們栖居于恐龍系譜樹的哪個位置。鳥類屬于獸足類,同類群還包括兇猛的食肉巨獸,例如霸王龍、異特龍屬(Allosaurus)和棘龍屬。不過與鳥類親緣關系最近的是獸足類中比較嬌小、靈巧、聰明的次類群,包括伶盜龍、歐斯壯發現的恐爪龍,以及非常像鳥的振元龍,即我和呂君昌所描述的錦州恐龍。在這群有羽毛的物種之間,存在着鳥類與非鳥類的界線。

如今從遼甯和其他地方已找到許多有羽毛的恐龍化石,綜合這些記錄,我們可詳盡觀察一項重要的演化變遷。我和其他科學家正用尖端技術研究這些化石,包括透過電腦斷層掃描把解剖構造呈現眼前、進行運算分析以建立系譜樹、針對這些動物的移動方式建立電腦模型,以及用先進統計方法去追蹤演化如何産生新的物種和改變身體結構。近來從這些研究獲得的深入了解,讓我們能夠完整拼湊恐龍變成鳥類的故事;這也成為最基礎的證據,得以解答「關鍵的新類群究竟如何産生」這個陳年難題。

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