翼龙变得越来越怪异

它们在动力飞行方面胜过鸟类。它们在羽毛方面也领先一步吗?

其中一种被研究的短尾翼龙的重建图。

即使是专家在描述翼龙时也经常使用“奇异”这个词,这些带翅膀的龙统治天空超过 1.6 亿年。对于被称为无颌翼龙的短尾翼龙类群来说尤其如此,它们过去像蝙蝠一样在整个中生代森林中飞 dart 和摇摆,捕食昆虫。

现在看来,根据周一发表在《自然-生态与进化》杂志上的一项新研究,无颌翼龙和其他翼龙可能也披着一层奇怪多样的羽毛和毛发状结构。一个由中国南京大学古生物学家杨子潇领导的团队基于在中国北方发现的两具近乎完整的鸽子大小的无颌翼龙标本得出了这一结论。

翼龙(生活在约 2.28 亿年前到 6600 万年前的白垩纪灭绝时期)可能有一些毛发状外层并非新观点。自从 19 世纪发现第一批已知的翼龙以来,研究人员就提出了这种观点。但是,这种覆盖物的确切特征很难从保存在翼龙化石中的短而丝状的结构(称为皮毛纤维)中确定。这项新研究旨在借助一系列先进的技术工具来填补这一空白。因此,作者描述了他们所说的四种不同类型的皮毛纤维,它们分布在动物身体周围,表明不同类型的皮毛纤维执行不同的功能:例如,颈部和头部的隔热,或减少翅膀上的阻力。一种类型的皮毛纤维是简单的、毛发状的单丝。但另外三种似乎以作者描述为“与鸟类羽毛非常相似”的方式分支。他们说,相似之处不仅限于形状或形态,还包括化学和细胞水平的相似性。


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基于这一发现,该研究还认为,“羽毛状分支外皮结构”可能首先不是在恐龙中进化出来的(通常认为如此),而是在一些原始的主龙中进化出来的——主龙是翼龙和恐龙(包括现代鸟类)的共同祖先。这将意味着即使是像剑龙这样明显非鸟类的恐龙的祖先也可能覆盖着刚毛,而不是鳞片。这也将把羽毛的起源从侏罗纪时期推回到 6000 万或 7000 万年前的三叠纪黎明。

布里斯托尔大学古生物学家、新研究的资深作者迈克尔·本顿说,羽毛出现的早期日期将与从蔓生到直立姿势以及许多动物群体中的温血性转变相吻合——以及其他证据表明,“生命节奏加快了”,因为三叠纪物种努力从二叠纪-三叠纪大规模灭绝中恢复过来,其中 70% 的陆生脊椎动物在大约 2.52 亿年前消失了。这也将与证据相吻合,即大多数控制羽毛产生的基因在恐龙起源之前就已存在于脊椎动物中。

本顿说,反对的论点是,像剑龙或雷龙这样的大型恐龙缺乏羽毛。但他说,这并不比大象或鲸鱼几乎没有毛发更奇怪——即使两者都是在哺乳动物毛发进化很久之后才进化出来的。

比利时根特大学的行为生态学家莉莉安娜·达尔巴在新研究的同一期杂志上发表的评论中仍然持怀疑态度。她写道,该研究表明皮毛纤维的化学成分与羽毛的化学成分相似,扫描电子显微镜和能量色散 X 射线光谱法都表明这些纤维包含黑色素体——赋予羽毛和哺乳动物毛发颜色的相同色素包。但她说,一些皮毛纤维像羽毛一样分支的论断是基于对“粗丝形态”或形状的主观解释。她指出,之前其他研究人员试图将皮毛纤维描述为羽毛状的尝试未能说服大多数古生物学家。她认为,可能需要其他先进技术的发展来解决这个问题。

“这项工作是否表明主龙的皮肤比我们所知的更复杂?是的,”耶鲁大学鸟类学家理查德·普鲁姆说,他对羽毛的广泛了解是他 2017 年获奖著作《美的进化》的基础。(普鲁姆也没有参与这项新研究。)“它是否表明主龙从它们的皮肤中长出各种有趣的东西?当然。你只需要看看火鸡的肉垂,就能看到真正的新事物可以在主龙的皮肤上进化出来。”但普鲁姆说,作者的重大结论是“有缺陷的”,因为他们忽略了这种进化创新的诀窍;仅仅因为翼龙产生了一些奇怪的羽毛状结构,并不自动意味着羽毛一定是在翼龙和恐龙的共同祖先中出现的。“这些翼龙皮肤附属物很酷,”普鲁姆说,“但它们的分支结构与羽毛的同源性不同”——也就是说,它们没有共同的进化起源。“而且它们可能根本与羽毛不同源,”他说。“简而言之,它们不是羽毛。”

英格兰莱斯特大学的翼龙专家大卫·昂温说,它们中的大多数甚至都不是皮毛纤维,他没有参与这项研究。“这些标本非常棒,他们在成像方面做得非常出色,”他补充道。但他认为,研究人员在使用角蛋白含量来将某些结构识别为外部皮毛纤维时是错误的。他说,这些结构几乎可以肯定是翼龙翼组织,称为肌动蛋白纤维,也可能含有角蛋白。新研究的九位作者中,没有一位有翼龙软组织保存方面的经验;昂温说,也许因此,他们未能参考其他相关研究——例如,翼龙黑色素体的研究。他补充说,他们对证据的解释“至少可以说是有问题的”。

本顿挑战批评者表明“翼龙中的结构在形态或化学上与羽毛不同”。与此同时,他说,“我们正在采取简约的观点”,即它们实际上是羽毛。他将这项新研究比作放风筝:“我们只是提出了一个可以检验的假设。”

试图用言语上的霰弹枪击落风筝的尝试现在已经开始。

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