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正如查尔斯·达尔文提出他激进的进化论时,古生物学家在现代德国发现了一个奇特的化石标本:《始祖鸟》。这种长有羽毛的标本,被许多人认为是第一只鸟,为进化论以及现代鸟类从恐龙进化而来的观点提供了进一步的证据。
《始祖鸟》作为第一种史前鸟类的地位已经保持了一个多世纪,但一项针对德国标本的罕见骨骼样本的新高科技分析挑战了这一长期以来的假设。结果表明,拥有1.5亿年历史的《始祖鸟》似乎成熟为成年形态的过程很缓慢,更像恐龙而非鸟类,这使得更现代的鸟类特征的出现推迟到了更近的过去。
“我们的研究表明,这更像是恐龙而非现代鸟类,”佛罗里达州立大学塔拉哈西分校生物科学系的Gregory Erickson说道,他是昨天在线发表在《PLoS ONE》杂志上的新报告的主要作者之一。通过观察骨骼的生长模式,Erickson和他的同事们发现,《始祖鸟》的生长周期缓慢而受阻,像其他恐龙一样,而不像现代鸟类那样,“会迅速长大成成年体型,”他解释道。
新数据是通过使用偏振显微镜研究来自《始祖鸟》化石腿骨以及十几种其他鸟类和恐龙物种的微小、250微米长的碎片而获得的。研究人员在《始祖鸟》的骨骼中发现了与其他相似大小的恐龙(例如中华龙鸟)共有的特征,包括年轮生长线、小血管和平行骨细胞。来自更像鸟类的动物——生活在约9400万年前的 鱼鸟的碎片显示,没有年轮生长线,血管系统发达,骨细胞分布更随机——所有这些都是快速生长的特征。
研究人员现在估计,《始祖鸟》需要两年半多的时间才能成熟——相比之下,同等大小的现代鸟类只需几个月。这些发现证实了之前的假设,即所有10个已知的《始祖鸟》标本实际上都是幼年个体。这个新发现还将成年《始祖鸟》的估计体型增加到大约渡鸦大小,比之前估计的要大。
尽管《始祖鸟》具有与现代鸟类相似的普遍特征——羽毛、喙和叉骨——这些特征最初导致了它被归类为鸟类,但Erickson表示,《始祖鸟》“对于今天的观鸟者来说将非常陌生”。
然而,许多非专业观察者在非鸟类恐龙和现代鸟类之间划出的界限可能被夸大了。正如Erickson指出的那样,“我们知道鸟类就是恐龙,”也就是说,即使是现代鸟类也与恐龙属于同一谱系。“现在大家都认同鸟类实际上是一种恐龙,就像人类是一种灵长类动物一样,”纽约市美国自然历史博物馆古生物学部主任Mark Norell补充道。现代鸟类——或鸟类恐龙——与它们的史前祖先相比,具有不同的一组特征,例如空心骨骼和快速生长。
上个月发表在《自然》杂志上的一项研究(作者之一是中国沈阳师范大学古生物研究所的胡东宇)也将一种曾经被认为是鸟类的物种更坚定地移回了恐龙家族。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)尽管赫氏近鸟龙拥有浓密的羽毛,但研究表明,这种拥有1.55亿年历史、羽毛丰满的恐龙在骨骼结构上与真正的恐龙更为相似。
《始祖鸟》作为更像恐龙的生物的新定位并没有改变它作为Erickson所称的“进化论的典型代表”的地位。然而,它确实强调了许多早期鸟类在外观和行为上仍然非常像恐龙的程度。“这不仅仅是一个简单的故事,”Norell说。“这些事物不是一夜之间进化而来的……现代鸟类的组装是一个非常复杂的过程——在代谢方面有中间阶段,在形态方面也有中间阶段。”
新的发现进一步加强了达尔文的追随者托马斯·亨利·赫胥黎在近150年前提出的观点,即鸟类确实是从恐龙进化而来的。事实上,现代分析技术和大量新的标本帮助填补了19世纪科学家仍然面临的许多空白。“从任何意义上说,它都不再是缺失的环节了,”Erickson在谈到鸟类与恐龙之间的联系时说道。
然而,并非所有空白都已填补。Erickson说,下一步将是更具体地确定现代鸟类生理机能真正开始出现的时间。新的化石发现和技术的进步肯定会帮助进行这项探索。但与这项研究一样,未来的发现也可能通过重新审视著名的化石而得到启发。“这个领域发展得非常迅速,以至于很多人都在用新的问题来审视相同的旧标本,”Norell说。他补充说,进步不仅是通过发现新动物和改进检查设备来实现的,也可以仅仅通过发现“观察旧材料的新方法”来实现。