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恐龍是怎麼演化成鳥類的簡介

生活 更新时间:2024-09-03 03:24:39

恐龍是怎麼演化成鳥類的簡介?關于現代鳥類的起源,曆來是進化生物學中頗具争議性的話題,少數科學家認為鳥類起源于類爬行動物,如鳄魚、蜥蜴的祖先,但更多的科學家則支持現代鳥類是遠古恐龍的分支,而這一切推論的源頭來自于一種奇特生物的出現——始祖鳥(Archaeopteryx),我來為大家講解一下關于恐龍是怎麼演化成鳥類的簡介?跟着小編一起來看一看吧!

恐龍是怎麼演化成鳥類的簡介(恐龍到鳥類的漫長進化之旅)1

恐龍是怎麼演化成鳥類的簡介

關于現代鳥類的起源,曆來是進化生物學中頗具争議性的話題,少數科學家認為鳥類起源于類爬行動物,如鳄魚、蜥蜴的祖先,但更多的科學家則支持現代鳥類是遠古恐龍的分支,而這一切推論的源頭來自于一種奇特生物的出現——始祖鳥(Archaeopteryx)。

侏羅紀晚期始祖鳥複原圖

始祖鳥生活在距今約1.5億年前的侏羅紀晚期,其個體大小與現在的烏鴉差不多,翼展約有45cm,重約300~500g,數百年來,始祖鳥被認為是鳥類與恐龍之間的唯一化石聯系。

1860年,第一枚始祖鳥化石在德國索倫霍芬附近被發現,但形态保存很差,隻有一根單羽的壓痕,僅在一年後,比較完整的且帶有骨骼的始祖鳥化石在距第一枚化石發現地不遠處出土,這次出土的化石除了頭骨外,其他部分基本保存完好,而生物學家從中發現了鳥類的一些标志特征如羽毛、鎖骨,也有史前爬行類的尖爪和尾椎,看起來始祖鳥似乎成為了爬行類與鳥類之間的過渡。

第一枚始祖鳥化石,隻有一根單羽

不過,事情真的這麼簡單嗎?

在始祖鳥發現之時,恰逢當時達爾文的著作《物種起源》發表(1859年)不久,達爾文自然選擇進化理論的忠實擁趸者托馬斯·亨利·赫胥黎将始祖鳥與史前生物進行了詳細對比,發現它與當時出土較多的棱齒龍和美颌龍這種小型恐龍有種說不清道不明的神秘聯系。随後在1877年出土的第三枚始祖鳥化石,也就是著名的“柏林标本”中,帶來了新的牙齒證據,赫胥黎對比發現始祖鳥與恐龍的牙齒非常像,因此他提出了一個比較激進的觀點:即鳥類屬于恐龍的後裔。

柏林自然博物館展出的标本

此觀點一出,立馬在學術界引發了激烈的讨論,有反對的聲音,但也有贊同的盟友,不過,随着20世紀初丹麥藝術家海爾曼的研究發表,天平出現了傾斜。

與赫胥黎一樣,海爾曼也對始祖鳥與史前動物的各方面進行了詳細比較,并得出結論,始祖鳥與美颌龍這樣的獸腳亞目恐龍是最相似的。然而,海爾曼指出了一個關鍵信息,鳥類的鎖骨在恐龍中并沒有發現,而在較原始的爬行動物中有所體現。

也就是大家喜歡的鴨鎖骨,沒了這可當不了鳥

在海爾曼看來,生物必定是要遵循多洛法則的,即進化是不可逆的,他不能接受恐龍失去鎖骨後鳥類又重新進化出來,因此他認為鳥類祖先是從更古老的“原始主龍類”演化而來。這一理論也被當時大多數進化生物學家所接受。

一種水生的,外表類似鳄魚的植龍類

但實際上,鎖骨是相對脆弱的骨骼,在數億年的地質變動中很可能被破壞或者無法被識别,在“原始主龍類”理論大行其道期間,一些獸腳類恐龍化石中其實發現了鎖骨,但卻被錯誤地判斷為别的骨骼,以至于沒能翻起多少浪花。

再次将鳥類重新拉回恐龍家族的契機是耶魯大學古生物學家約翰·奧斯特羅姆在20世紀60年代發現的一種新的獸腳亞目恐龍,也就是恐爪龍。奧斯特羅姆通過對比恐爪龍與始祖鳥前肢發現兩者非常相似,甚至不那麼嚴謹地說,可以看作是爸爸與兒子。此外,他還在研究中闡述了早期鳥類與獸腳亞目恐龍之間的許多相似之處。

恐爪龍(左)與始祖鳥(右)前肢的比較

另一個重要的天平砝碼來自于系統發育學(進化樹)的不斷完善,這是一種嚴格根據物種進化關系排列物種的精确方法,在20世紀80年代,美國著名古生物學家Jacques Gauthier 首次将該方法應用于恐龍的系統發育,并明确表示鳥類是獸腳亞目恐龍的一個類群,至此基本上可以确定,鳥類本質上就是恐龍。

獸腳類進化樹的系統發育和地層分布,最下面的禽類代表現代鳥類,此類目下還包括暴龍、竊蛋龍等。

弄清楚這一點後,新的問題又出現了,從恐龍到始祖鳥,不過短短1000萬年,在這期間,鳥類的鎖骨、羽毛以及翅膀等特征瞬間出現,體型也縮水了至少50倍,這就好比一隻霸王龍一夜之間變成了一隻小麻雀,在生物學家看來,這種進化比兩栖動物的變态發育還要更加變态。因此他們猜測在始祖鳥之前,肯定已經出現具備某些鳥類特征的恐龍。

從左至右分别為:迅猛龍、始祖鳥、現代雞和鴿子

事實也是如此,1996年,在中國遼甯義縣的早白垩紀地質構造中發現了一具保存完好的鳥類化石,被命名為中華龍鳥(Sinosauropteryx),從化石表面來看,其身體被長長的絲狀結構所覆蓋,與鳥類的羽毛屬于同源結構,經中國與北美的科學家認定為一種獸腳亞目恐龍,并且是帶羽毛的覆羽恐龍,也就是說,在非鳥恐龍與鳥類之間的過渡期,“中華龍鳥”填補了這一空白。

各種标本中保存的羽毛

除了羽毛、翅膀等區分鳥類與恐龍的關鍵特征外,體型變小也是一個重要特征。據發表在《科學》雜志上的一項研究表明,鳥類祖先的小型化過程比科學家們預想的要早得多。一些虛骨龍在2億年前就已經開始變小,這比始祖鳥出現的時間早了5000萬年。

随着其他恐龍譜系體型都在變大,而豎尾龍譜系卻在越變越小,研究人員認為當時可能正在進行激烈的進化選擇事件,快速小型化表明較小的體型肯定比較大的體型具有更強的優勢,或許是開辟了新的栖息地與生活方式,或是與生理的變化相關。

從上至下分别是:豎尾龍類、虛骨龍類和近鳥類。

而大多數恐龍在6500萬年前的災難中滅絕,唯獨隻有鳥類分支的恐龍躲過一劫。也可能是飛翔的恐龍得到了新的生态位和生存空間,當災難來臨時,天空擁抱了它們。

主要參考來源:

10.1144/gsl.jgs.1870.026.01-02.08

Wikipedia——Origin_of_birds

張玉光. 始祖鳥與鳥類起源[J]. 自然雜志, 2009, 31(1):7.

斯蒂芬·布魯薩特, 邢立達, 李銳嫒. 鳥類起源:始祖鳥之前的一億年[J]. 環球科學, 2017(2):8.

-作者信息-

魚魚 中國科普作家協會優秀科普作品銀獎獲得者,清蒸魚頭、麻辣魚頭等各種魚頭愛好者。

排版|逋逋

審核 | 六朵 蒼翼蝴蝶 蘇蘇

文中圖片為作者提供

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