本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
几周前,我计划写一篇关于刚刚发表的以恐龙为主题的有趣研究的文章;我首先写下了我对雷龙问题的看法。但这随后变成了一篇完整的文章。所以我开始撰写一篇专门介绍刚刚宣布的有趣的兽脚亚目主题发现的文章。然后奇异发表了。2015年的这些计划一点都不顺利。
奇异(理所当然地)在新闻媒体和博客圈获得了巨大的全球报道。它是一种鸽子大小的擅攀鸟龙科恐龙,仅从中国河北省髫髻山组卡洛维期或牛津期(中-晚侏罗世边界)地层的一块看似成年的标本中得知。它有什么大不了的?我认为这应该是显而易见的。请继续阅读。
擅攀鸟龙科到底是什么?擅攀鸟龙科是小型手盗龙类兽脚亚目恐龙,以其细长的第三指和特殊的骨盆而闻名,其耻骨向前和向下,比例较短且缺乏扩大的腹端。擅攀鸟龙科的头骨面部短而粗壮,下颌骨的前端略微向下弯曲,牙齿向前倾斜。这种头骨(表面上让人想起一些食虫蝙蝠的头骨)与早期窃蛋龙类(如尾羽龙)和一些鸟类(如圣贤鸟)的头骨非常相似,表明这种形状是潘氏手盗龙类(手盗龙类中窃蛋龙类+近鸟类分支)的祖先特征。顺便说一句,Tet Zoo 之前已经介绍过擅攀鸟龙科:请参阅下面的链接。
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像所有手盗龙类一样,擅攀鸟龙科完全被羽毛覆盖,但它们似乎不具备像窃蛋龙类、鸟类、驰龙科等那样的具羽片的羽毛。相反,它们具有各种类型的丝状、分支状、刷状结构。至少在该类群的某些成员中存在长而带状的尾部结构(羽毛?)。奇异是另一种中生代化石恐龙,似乎在其皮肤结构中保存了黑色素体。徐等人。(2005)注意到它们之间存在几种不同的形状和大小:皮肤纤维中显然存在真黑色素体(通常与灰色和黑色相关的半球形类型),而与前肢相关的皮肤中存在棕黑色素体(与红色和黄色色调相关)。众所周知,现在人们对化石恐龙中识别出的黑色素体是否真的为我们提供了生物体颜色的可靠指南表示怀疑。也许奇异是黑色的,手臂皮肤是红色的……也许不是。
由于它们的怪异之处,人们做出了一些小的努力,试图将擅攀鸟龙科放在主龙树的兽脚亚目之外(Czerkas & Yuan 2002,Czerkas & Feduccia 2014)。然而,这种观点来自那些旨在支持“鸟类不是恐龙”运动的人,并且主要依赖于无视我们拥有的大部分数据。一些更传统的分析已经包括了这些动物(例如,Zhang等人,2002 年,Senter 2007 年,Godefroit等人,2014 年,O’Connor & Sullivan 2014 年)。它们可能是窃蛋龙类谱系的早期成员的可能性已经被提出(Paul 2010,O’Connor & Sullivan 2014),并得到了尾部和手部形态细节的支持。这是一个非常有吸引力的想法,但徐等人。(2015)支持的假设是,这些恐龙是近鸟龙类的一部分,近鸟龙类是包括鸟类、驰龙科和伤齿龙科的潘氏手盗龙类分支。未来情况可能会发生变化。
无论如何,使奇异如此引人注目的是它存在一种新颖的棒状前肢组件,称为杆状骨(styliform element)(徐等人,2015 年)。这种结构(每个前肢上都有一根,从腕部延伸出来)似乎与翼膜(皮肤膜)有关:徐等人。(2015)认为这些膜跨越了其手指之间的空间以及其前肢和身体之间的空间。这种棒状骨骼——在其远端似乎略微向前弯曲——在恐龙类中是独一无二的,但强烈地让人想起从各种现代滑翔啮齿动物的腕部或肘部伸出的软骨“撑杆”(我们最近在关于鳞尾鼯鼠的文章中研究了这些)。化石不仅仅由动物的前半部分组成(如化石照片所示);后肢的骨骼也被保存下来。脚部比例较短,绒毛保存在跖骨和后肢的其他部分附近(徐等人,2015 年,补充信息)——这是另一种多毛足的侏罗纪兽脚亚目恐龙。表皮树龙(另一种擅攀鸟龙科恐龙)的一个标本在其跖骨的一部分上保存了鳞状皮肤(Czerkas & Feduccia 2014),尽管它在脚上的确切位置尚不确定。
从网上出现的几种重建图来看,奇异主要被想象成一种“蝙蝠翼”兽脚亚目恐龙;一种像龙一样的野兽,在空中滑翔甚至拍打翅膀飞行。这种龙般的性质导致了这种东西……
鉴于兽脚亚目飞行演化的故事主要涉及羽毛,并且在兽脚亚目恐龙中没有膜状前肢的先例(尽管请继续阅读),这一切似乎都非常激进。
奇异(显然发音为yee chee)是迄今为止为任何恐龙发表的最短的二名法名称。事实上,它是迄今为止为任何事物发表的最短的二名法名称之一,与蝙蝠Ia io争夺最短的桂冠。已知的唯一标本是否可能是某种伪造品或复合体?不——作者们反复检查,并费尽周折以确信他们的鉴定。声称该标本可能是始祖盗龙式的嵌合体,或者作者在相关骨骼的鉴定上搞砸了,这对相关科学家的能力是非常不尊重的,考虑到手头的数据,不太可能是正确的,并且无视了徐星及其同事如此明显地做了大量工作(徐等人,2015 年)。奇异的腕部确实有巨大的长棘突出。
顺便说一句,我们在关于奇异的文章中看到的骨骼重建图(Padian 2015,徐等人,2015 年)与 Jaime Headden 近年来制作的重建图非常相似。它们真的是原创的吗?还是我们看到了未经署名的使用了别人的作品?
膜状翅膀的擅攀鸟龙科在 2008 年被预测到。继续,我认为这里应该讨论几个有趣的事情(在现有的关于这一发现的在线讨论中几乎没有提及)。第一个是,如果你一直关注,那么具有滑翔膜的擅攀鸟龙科的概念(虽然激进和令人震惊)并非新颖。
我的同事 Andrea Cau(由优秀的古生物艺术家 Lukas Pankarin 绘制)在 2008 年 10 月表皮始祖鸟*(Zhang等人,2008 年)发表后早在 2008 年 10 月就预测到了完全这样的生物。与奇异和其他擅攀鸟龙科一样,表皮始祖鸟缺乏具羽片的羽毛,但有一个超长的手指,看起来很适合——Andrea 提出——用于支撑翼膜。因此,奇异是又一种在发现之前就被预测存在的化石动物。SpecBio 粉丝可能想知道 C. M. Kosemen 接受了这个建议并付诸实践,但那是另一个故事了。
* 我是这篇论文的审稿人,并让作者将他们计划使用的表皮树龙科改为擅攀鸟龙科。他们认为擅攀鸟龙科是不可用的,因为它的模式属——Scansoriopteryx——被认为是Epidendrosaurus的次异名。但事实并非如此。
翼膜可能并不意味着“蝙蝠翅膀”。所以,奇异是一种带有翼膜的小型兽脚亚目恐龙。很激进,对吧?好吧,没那么快。在关于奇异的讨论中,大多数人忽略的是,潘氏手盗龙类手盗龙已经有翼膜了。看看下面(可能熟悉的)夜鹰翅膀的图片,观察围绕手指和手臂的所有“蹼”。一个称为前翼膜的膜跨越了腕部和肩部之间的空间,并且膜也沿着手和尺骨的后缘(或后部,或后轴)边缘延伸。
我们已经看到擅攀鸟龙科似乎嵌套在潘氏手盗龙类中,并且已经有迹象表明这些皮肤蹼在该类群中广泛存在(前翼膜先前已在表皮树龙和其他非鸟类潘氏手盗龙类中被识别出来)。因此,是否有可能奇异只是简单地拥有了在其他潘氏手盗龙类中看到的膜的放大版本,并且它的膜像其他潘氏手盗龙类一样也覆盖着羽毛?如果真是这样,那么奇异就不会是重建图中广泛描绘的“蝙蝠翼”野兽。它不会那么激进。这个想法的最大障碍是保存在奇异的杆状骨和长第三指周围的裸露的、片状的皮肤斑块:这些看起来真的很像未覆盖羽毛的裸露膜,也许它们就是(徐等人,2015 年)。徐等人。(2015)还指出,这些斑块具有不寻常的皱纹纹理,这与会被细丝或羽毛覆盖的皮肤的典型纹理不同。但也许它们是裸露和起皱纹的原因是埋藏学原因。腐烂的动物经常会脱落毛发、羽毛或其他皮肤结构,从而最终留下裸露的斑块。
就目前而言,这种“非蝙蝠翼”模型当然是推测性的,但它不如蝙蝠翼模型那么激进。当出现更好的标本时,这将得到解决。顺便说一句,徐等人。(2015)确实讨论了鸟类中翼膜的存在,但它在补充信息中,而不是正文中。
杆状骨作为战斗棘刺。那些杆状骨真的与膜有关吗?我的意思是——它们可能与其他功能有关吗?正如刚才提到的,徐等人。(2015)通过指出保存在密切相关的片状组织斑块来支持这些骨骼在膜支撑中的可能作用。但是——在对其他标本进行描述之前——这些片状组织碎片不足以令人信服地揭示真正的、广泛的翼膜的存在:如上所述,它们可能表明存在像鸟类和其他潘氏手盗龙类已知的那些小翼膜。
此外,这些组织碎片可能从附近的某个地方移位了(记住:压扁的化石动物不是新鲜死亡的尸体:它们是被压扁的、杂乱的东西,其中至少有一些软组织相对于其原始位置发生了移动)。话虽如此,徐等人。(2015)关于翼膜存在和范围的想法当然是合理的,他们很可能是正确的。我并不是要暗示他们不对。
但是……我想起了各种鸟类和其他动物中存在的各种腕骨和指骨棘刺和尖刺。奇异的杆状骨实际上可能是战斗棘刺或其他东西吗?徐等人。(2015 年,补充信息)指出,“我们不知道在任何脊椎动物中,从肢体关节延伸出来的长而未关节的骨质或软骨棒没有与空气动力学膜相关联的情况,并且很难想象这种结构的其他合理功能”。
但是但是但是,确实存在从肢体关节延伸出来的长而未关节的骨质或软骨棒,并且在某些动物中与空气动力学膜无关。各种鸟类(如叫鸭、水雉和麦鸡)中都存在大型锥形或匕首状的腕骨棘刺——在某些情况下,它们确实是从腕骨而不是仅仅从腕掌骨延伸出来的——并且也有几个蛙类群体拥有大型匕首状的腕骨棘刺。
但值得注意的是,即使是这些结构中最大的结构也比奇异的杆状突起短得多。如果奇异被想象成具有这种“战斗棘刺”,那么它一定拥有有史以来进化出的最笨拙和可笑的超大结构。尽管如此,我对这种可能性非常感兴趣,以至于尝试绘制了它。这样做之后,我得出的结论是,它们可能比支撑膜的棘刺更可笑。此外,膜支撑中棘刺的用途得到了同样可笑的长第三指的存在以及奇异的臂软组织至少延伸到棘刺远端的事实的加强(徐等人,2015 年)。然而,有人可能会说,超大、看起来很笨的战斗棘刺绝对不比用于支撑滑翔膜的巨型棒更可笑。
那么该得出什么结论呢?徐等人。(2015)对这个非凡的化石提出了非常合理的想法,并且他们(Cau 预测的!)我们发现了“蝙蝠翼手盗龙类”的想法基于我们拥有的一个化石看起来是合理的,尽管很激进。但仍然有怀疑的余地,更“传统”的翼膜的存在也是一种真正的可能性,更遥远的可能性是——那些杆状骨是巨大的“战斗棘刺”的荒谬想法。
然而,到目前为止在大多数艺术作品中推广的想法是,这种动物是某种尖叫的蝙蝠翼迷你龙。很难 pinpoint 错误发生在何处,但我的怀疑是,奇异看起来会更像其他手盗龙类,并且整体上不那么像龙[旁边的图像由 Emily Willoughby 提供]。
中生代恐龙再次以其多样性让我们感到惊讶和好奇。无论如何解释,奇异都表明,在包括鸟类在内的谱系中,正在发生许多怪异和进化创新。不应忽视的是,奇异和其他擅攀鸟龙科恐龙看起来一直在尝试飞行和攀爬,尽管它们完全在鸟类分支之外。这对于滑翔、飞行和攀爬行为在潘氏手盗龙类中以及在整个手盗龙类中的分布意味着什么?我们很快就会回到这些主题——有很多话需要说。
有关擅攀鸟龙科、中生代手盗龙类以及与此处讨论的那些问题相关的先前 Tet Zoo 文章,请参阅……
- 树栖恐龙的简史
- 表皮始祖鸟:奇异的小型带状羽毛手盗龙类
- 路易斯·基亚佩的《光荣的恐龙:鸟类的起源和早期进化》
- 格雷格·保罗的《恐龙:野外指南》
- 《所有昨天:恐龙和其他史前动物的独特和推测性观点》——本书和发布活动
- 卡特里娜·范·格鲁的《未羽化的鸟》,独特的内幕观察
- 认识鳞尾鼯鼠
更新:我刚刚发现 John Conway 也对奇异进行了新颖的重建,就像上面的 Emily 的图像一样,它很好地使其看起来更像一只真正的动物,而不是愤怒的尖叫噩梦龙。在此处查看。
参考文献 - -
Czerkas, S. A. & Feduccia, A. 2014. 侏罗纪主龙是一种非恐龙鸟类。《鸟类学杂志》155, 841-851。
- . & Yuan, C. 2002. 来自中国东北的树栖手盗龙类。在 Czerkas, S. J. (ed) 《带羽毛的恐龙和飞行的起源》。恐龙博物馆(布兰丁,犹他州),第 63-95 页。
Godefroit, P., Cau, A., Hu, D.-Y., Escuilli?, F., Wu, W. & Dyke, G. 2013. 来自中国的侏罗纪鸟翼类恐龙解决了鸟类的早期系统发育史。《自然》498, 359-362。
O’Connor, J. K. & Sullivan, C. 2014. 早白垩世手盗龙类(恐龙亚目:兽脚亚目)郝氏中国鸟龙作为类似擅攀鸟龙科的非鸟类的重新解释,以及擅攀鸟龙科和基干窃蛋龙类之间的形态相似性。《古脊椎动物学报》52, 3-30。
Padian, K. 2015. 恐龙飞上天。《自然》doi: 10.1038/nature14392
Paul, G. S. 2010. 《恐龙:野外指南》。A & C Black,伦敦。
Senter, P. 2007. 对虚骨龙类(恐龙亚目:兽脚亚目)系统发育的新视角。《系统古生物学杂志》5, 429-463。
Xu, X., Zheng, X., Sullivan, C., Wang, X., Xing, L., Wang, Y., Zhang, X., O’Connor, J. K., Zhang, F. & Pan, Y. 2015. 一种具有膜状翅膀保存证据的奇异侏罗纪手盗龙类兽脚亚目恐龙。《自然》doi:10.1038/nature14423
Zhang, F., Zhou, Z., Xu, X. & Wang, X. 2002. 来自中国的幼年虚骨龙类兽脚亚目恐龙表明具有树栖习性。《自然科学》89, 394-398。
- ., Zhou, Z., Xu, X., Wang, X. & Sullivan, C. 2008. 来自中国的具有细长带状羽毛的奇异侏罗纪手盗龙类。《自然》455, 1105-1108。