陆地霸主恐龙如何变成“天之骄子”
前不久,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(以下简称中科院古脊椎所)透露,该所科研团队通过对采集于辽宁、距今1.63亿年的“长臂浑元龙”的化石进行研究发现,在恐龙向鸟类演化时,飞行器官除了长有羽毛的翅膀外,还有像蝙蝠一样的膜质翅膀。这无疑揭开了鸟类是由恐龙演化而来的冰山一角,显示了恐龙演化为鸟类的过程远比我们过去认知的要复杂。
恐龙可能就在你头上
说鸟类是由恐龙演化而来的,有哪些证据可以证明呢?对此,中科院古脊椎所研究员徐星介绍,在学界,关于鸟类起源于恐龙有多种假说,其中由英国学者托马斯·赫胥黎于1868年正式提出的鸟类兽脚类恐龙起源说在上个世纪70年代开始逐渐成为了学界的主流假说。
从1861年开始,古生物学家们陆续发现了迄今所知最古老的鸟类祖先始祖鸟的化石,并已证明始祖鸟和食肉的兽脚类恐龙有着最近的亲缘关系。发现的化石显示,始祖鸟的手与现代鸟类大不相同,更接近于兽脚类恐龙,最明显的特征是它有着3个有尖锐爪子的手指,总体形态与小盗龙、鸟脚龙等恐龙的手部几乎一样;此外,始祖鸟的第二脚趾有些特化,较为接近小盗龙等恐爪龙类的第二脚趾;而且它的颚骨向四方放射生长,有明显的兽脚类恐龙遗传特征。
此外,兽脚类恐龙也在逐渐向鸟类靠拢。到了侏罗纪,一些兽脚类恐龙的尾巴变短,身体重心前移,像鸟类一样有着向后腹方延伸的耻骨。到了侏罗纪中晚期,一些兽脚类恐龙就已经和早期鸟类非常相似了——它们的尾巴很短,前肢明显变长,并且半侧向折叠,能够像鸟翅一样侧向拍打。
徐星还表示,恐龙骨骼的微观结构也显示了和鸟类的相似性。通过观察不同种类恐龙的骨骼切片,人们发现恐龙从总体上更接近鸟类,它们的生长速率明显快于大多数爬行动物。这种快速生长方式一般见于内温动物(即我们常说的热血动物),这指示恐龙有着和现代内温动物相似的生理特征。这种推测得到了其他证据的支持。“现在普遍认为,鸟类就是恐龙的一支,当今地球上一万多种鸟类就是活着的一万多种恐龙。”徐星说。
需在形态和生理上产生变化
我们知道庞大恐龙变成鸟类有一个关键的变化,就是身体一定要变小,否则我们难以想象一个几十吨重的恐龙怎么样飞向蓝天。
徐星表示,从体型大小的角度看,恐龙当中的蜥脚类和鸟类中的蜂鸟是脊椎动物大家族中的两极,人们很难把这两类大小差别如此巨大的生物联系起来,很难把这两类生物放在同一演化框架之中。从体型庞大的陆地动物到体型小巧的天之骄子,这需要在形态和生理上产生许多巨大变化,这样一个过程确实难以想象。然而,许多化石证据显示,这一过程确实发生了。
2014年,澳大利亚、英国和意大利等国的研究人员根据120种恐龙的1500多个解剖特征,构建复杂数学模型分析了恐龙在进化过程中的体型变化。分析结果显示,兽脚类恐龙当中的一支,它们的体型一代一代地缩小,在如此“瘦身”5000万年后终于进化成了鸟类——2.1亿年前其平均体重为163千克,当进化到始祖鸟时已经降至0.8千克。研究者还发现,在兽脚类恐龙中发生了一个奇妙的进化过程——幼态延续。所谓幼态延续是物种把幼年的甚至胎儿期的特征,保留到幼年以后甚至成年期的现象。
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