本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
今天,一篇关于恐龙系统发育的重要的全新技术论文发表了。这是一篇改变游戏规则或具有分水岭意义的研究,一篇会被大量引用的论文,并将在文献中形成一个明显的2017年前后的标记。这篇论文——发表在《自然》杂志上,由马修·巴伦、大卫·诺曼和保罗·巴雷特撰写——认为恐龙系统发育的共识观点是不准确的,传统的蜥臀目(蜥脚形亚目+兽脚亚目)不是单系的,并且兽脚亚目与鸟臀目的亲缘关系比与蜥脚形亚目更近(Baron等人,2017)。考虑到传统上蜥臀目是自然的,并且这一假设得到了大量的研究和数据的逐步积累的有力支持,这令人惊讶。

对范式破裂的完全正常和标准的反应。图片来源:达伦·奈什
首先:科学是关于怀疑的,没有任何假设是关于一个主题的明确的“最后定论”。虽然这里提出的模型看起来不错——好到似乎代表了现实——但它只和现在可用的数据一样好,而且在这个早期阶段,不可能预测这个新模型是否会永远存在。我说这些不是为了给这项研究泼冷水,而是提醒人们当珍视的假设被推翻或发现不足时,不要抱怨太多。
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一种被认为是传统的恐龙系统发育。在这个假设中,赫雷拉龙科被认为是兽脚亚目的一部分。图片来源:达伦·奈什
巴伦等人(2017)列出了一系列将鸟臀目和兽脚亚目联系起来,排除蜥脚形亚目和赫雷拉龙的特征。它们的数量惊人,并且遍布整个骨骼。这些特征强调了早期鸟臀目和兽脚亚目之间详细的整体相似性,但也突出了一个事实,即之前的作者——他们中的许多人已经注意到了相同的特征——一直将这些相同的特征解释为祖先恐龙的特征,并且淡化或忽略了它们可能指示不同系统发育模式的可能性。这里有一个教训。“鸟臀目”这个词被建议用于这个群体:这个名称是赫胥黎在1870年为一个恐龙群设立的,当时还没有蜥脚形亚目的概念*(赫胥黎,1870年;巴伦等人,2017年)。作者保留蜥臀目给蜥脚形亚目+赫雷拉龙的进化枝。
*文字已更正:我最初说鸟臀目是为一个“包括各种鸟臀目和兽脚亚目类群,但不包括蜥脚形亚目”的群体设立的,但这是不正确的(见评论)。感谢M.莫蒂默。

巴伦等人(2017)的假设。图片来源:达伦·奈什
首先,我很高兴,因为我真的很讨厌在我的科普文章中描述蜥臀目-鸟臀目的二分法。它令人困惑且具有误导性(“鸟臀目有像鸟一样的臀部,除了一些可能没有的情况外,一些蜥臀目——被称为蜥蜴臀部的恐龙,尽管它们的臀部看起来不像蜥蜴的臀部——也有像鸟一样的臀部,最明显的是鸟类,它们是鸟臀目的蜥臀目,尽管它们不是鸟臀目的恐龙,尽管它们实际上是”),我很高兴看到可能不再需要它了。更严重的是...

当前《自然》杂志的封面。毛茸茸的鸟臀目库林达龙仰望着兽脚亚目的羽毛。图片来源:鲍勃·尼科尔斯
难道这不是很明显吗?(不,不,它不是)。冒险听起来像一个说“哦呵呵,我们早就知道这一点”的人(不,我们不知道),这项研究也许不像一二十年前那样令人惊讶。早期分化的鸟臀目——特别是异齿龙科——已经看起来有点像兽脚亚目有一段时间了,事实上,所有三个主要恐龙进化枝的早期成员都足够相似,表明事情可能会有多种发展方式。2007年早期鸟臀目曙奔龙的发现引起了对其模糊的兽脚亚目般举止的评论,始盗龙一直在兽脚亚目和蜥脚形亚目之间摇摆不定,我记得在它出版(2011年)的时候,长牙的怪异兽脚亚目魔龙看起来离异齿龙科不远。

一个非常过时的、异齿龙科的旧复原图,采用不正确的四足姿势,基于格雷格·保罗的插图。它有一些兽脚亚目的感觉——嘿,也许现在这完全没问题,而且实际上是正确的。图片来源:达伦·奈什
还记得吗,植物恐龙(拟议的鸟臀目-蜥脚形亚目进化枝)的概念——在1980年代由贝克和保罗推动,并一度得到保罗·塞雷诺的支持——从来都不是特别激进的,它只是没有得到很好的支持。
然而,尽管有这些陈词滥调,但关键仍然是巴伦等人(2017)提出的假设和新数据主要证明了无偏见的方法以及对大量新数据的仔细和彻底的收集和分析如何能够推翻传统的假设。让我强调一下:这项研究来自对大量新数据的仔细和彻底的收集和分析。

早期的鸟臀目(如这只异齿龙)与早期的兽脚亚目在上颌骨有一个齿间隙,在颚骨上有一条脊以及近20个其他特征。这个列表令人印象深刻。图片来源:Nkansahrexford Wikimedia(CC BY 3.0)
一些含义。关于这个模型以及它对恐龙进化可能意味着什么,有很多可以说,但让我们简要地看一下几个立即想到的事情。
如果蜥脚形亚目和赫雷拉龙在鸟臀目之外,那么它们就缺乏后一组成员共有的特征。今天我们知道,鸟臀目和兽脚亚目(至少在某些谱系中)都拥有类似毛发或羽毛状的表皮结构,而蜥脚形亚目(迄今为止!)缺乏这种结构有点可疑。好吧,这种缺失可能更多与化石记录的怪癖有关,而不是其他原因,但会不会是表皮进化的关键事件发生在鸟臀目的共同祖先中,而不是恐龙的共同祖先中?换句话说,会不会是蜥脚形亚目+赫雷拉龙的进化枝从未拥有过这种结构?一个好的化石可以解决这个问题,而且不要忘记——好像——翼龙中存在表皮纤维为毛茸茸的恐龙祖先提供了支持。

最早的兽脚亚目(如曙奔龙)是否毛茸茸的仍然存在争议。我们决定在这个重建中采用毛茸茸的,由鲍勃·尼科尔斯制作。这对于早期的蜥脚形亚目和其他蜥臀目来说也是真的吗?需要更多数据!图片来源:鲍勃·尼科尔斯,奈什和巴雷特,2016年
拟议的鸟臀目单系性也使其他一些事情比以前更加奇怪,这就是鸟臀目缺乏骨骼气腔。传统的蜥臀目是单系的模式使得认为恐龙祖先是无气腔的看起来是合理的,并且骨骼气腔然后作为蜥脚形亚目-兽脚亚目的共同祖先的新奇事物而进化(尽管这是一个粗略的简化,原因我没有时间在这里讨论)。
但是,由于鸟臀目夹在这两个气腔谱系之间(巴伦等人,2017)......唉。骨骼气腔是否在蜥脚形亚目和兽脚亚目谱系中独立进化,骨骼气腔是否在祖先中广泛存在,然后在鸟臀目中消失,或者是否存在我们错过的,部分原因是由于我们期望它们不是气腔的鸟臀目?这些都不是新问题,但是我们现在会看到它们被问得更多。人们对鸟臀目中的骨骼气腔提出了一两个说法——我写了关于禽龙类德氏龙的案例这里,早在2011年(另见鲁伊斯-奥梅纳卡,2011年)——但它们通常被认为是错误的或没有说服力的(韦德尔和泰勒,2013年)。继续寻找鸟臀目中骨骼气腔的证据——它很可能就在那里,并注意到一些早期的蜥脚形亚目谱系中的骨骼气腔被错过了数十年。

奈什和巴雷特(2016)描绘的鸟颈类骨骼气腔。鸟臀目进化枝的假设在某种程度上改变了事物。图片来源:奈什和巴雷特,2016年
虽然还有很多可以说的(赫雷拉龙-兽脚亚目趋同、恐龙共同祖先的普遍杂食性、恐龙起源的劳亚大陆背景......),但现在就这样吧。上面的一个插图半认真地指出,早期分化的鸟臀目的艺术重建现在“允许”看起来比以前更像兽脚亚目,但这实际上是我们现在应该认真考虑的事情:如果鸟臀目和兽脚亚目真的是近亲,它们应该比以前认为的更可能共享更具体的生物学和解剖学特征。
最后一件事......保罗·巴雷特和我在去年出版的恐龙书籍(恐龙:它们如何生活和进化)现在看起来已经过时了。
有关中生代恐龙的其他最近的四足动物园文章,请参阅...
参考文献 - -
巴伦,M.G.,诺曼,D.B.和巴雷特,P.M. 2017。恐龙关系和早期恐龙进化的一种新假设。自然 doi:10.1038/nature21700
赫胥黎,T.H. 1870。论恐龙的分类,并对三叠纪的恐龙进行观察。伦敦地质学会季刊 26,32-51。
奈什,D. & 巴雷特,P. M. 2016。《恐龙:它们的生命与进化》。伦敦自然历史博物馆出版。
鲁伊斯-奥梅尼亚卡,J. I. 2011。《图罗尔德尔帕伦蒂亚》新属新种,加尔韦下白垩纪发现的一种新的禽龙类恐龙(鸟臀目:鸟脚亚目)。《地质研究》67 doi: 10.3989/egeol.40276.124