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1861年,在德國南部朗恩艾特罕的
索倫(lun) 霍芬石灰岩礦床中,
一個(ge) 奇特的生物化石被出土。
始祖鳥化石(圖源@wikipedia.org/H. Raab)
起初,科學家們(men) 根據其
身體(ti) 結構特征認為(wei) 這是一種
生活在侏羅紀時期的鳥類,
並將其命名為(wei) ——始祖鳥
(Archaeopteryx )。
始祖鳥化石(圖源@wikipedia.org/H. Raab)
但後來科學家們(men) 又發現
始祖鳥還擁有一些
對於(yu) 鳥類來說奇怪的特征。
例如手指爪,細小的牙齒
和多骨的長尾巴——
這些爬行動物通常具有的特征。
始祖鳥複原(右)(圖源@Durbed)
於(yu) 是研究繼續深入,
爬行動物、恐龍、鳥類和羽毛......
一係列複雜而糾葛的
故事也開始浮出水麵!
(圖源@攝圖網)
(圖源@Sergey Krasovskiy)
01
始祖鳥(Archaeopteryx )
同時擁有鳥類和
獸(shou) 腳亞(ya) 目恐龍的特征,
因此科學家們(men) 認為(wei)
它是恐龍與(yu) 鳥類之間的
關(guan) 鍵過渡物種。
也就是說鳥類很可能是由
生命演化之樹的
爬行動物分支進化而來。
始祖鳥骨架重建(圖源@Jim/ Springfield PA, United States of America )
如今的鳥類擁有著
密集而獨特的羽毛,
那麽(me) 曾經的恐龍是否也是如此呢?
1996年,在我國境內(nei) 的
一次重大化石發現
解開了科學家們(men) 的疑惑。
中華龍鳥化石(圖源@Sam / Olai Ose / Skjaervoy)
這塊在我國遼寧省發現的
恐龍骨架化石
保存完好、關(guan) 節清晰。
其顯示出這隻恐龍的脖子、
後背和尾巴上長有大量絲(si) 狀毛。
中華龍鳥化石(圖源@文獻[2])
古生物學家將其命名為(wei)
中華龍鳥(Sinosauropteryx)。
生活於(yu) 白堊紀早期,
約1.246~1.22億(yi) 年前。
它是遼寧省熱河群第一個(ge) 發現的
帶羽毛恐龍化石,
也證明了羽毛與(yu) 恐龍相伴的曆史
可追溯到十分久遠的年代。
中華龍鳥複原(圖源@Robert Nicholls)
事實證明,中華龍鳥
隻是眾(zhong) 多發現中的第一個(ge) 。
越來越多長有羽毛的
化石記錄出現
為(wei) 專(zhuan) 家們(men) 提供了
羽毛進化過程的細節。
中華龍鳥(圖源@Evolution-Color-Science-Information-Poster)
原始的恐龍絨毛僅(jin) 為(wei) 絲(si) 狀結構,
以中國的羽暴龍(Yutyrannus)為(wei) 例。
其化石顯示它的尾部、頸部以及
上肢等皆有羽毛痕跡,
羽毛呈絲(si) 狀主要用來調節體(ti) 溫。
羽暴龍複原(圖源@Robert Nicholls)
原始羽毛隨著時間推移
開始逐漸變複雜。
像小型的帝龍(Dilong)和
小型食肉恐龍侏羅獵龍
(Juravenator),
其原始羽毛的中央莖
在頂部附近分叉。
帝龍複原(圖源@Robert Nicholls)
分叉的羽毛開始
呈現出各種新的形狀。
羽毛的中心部分變成
被稱為(wei) 羽軸的硬化結構,
上麵有許多小倒刺和小枝,
形成了羽毛片。
侏羅獵龍複原(圖源@Tom Parker)
如小盜龍(Microraptor)和
始祖鳥(Archaeopteryx),
都有這樣的羽毛。
羽毛化石(圖源@ University Of South Florida)
02
這些有羽毛生物的家譜
到底是什麽(me) 樣?
讓我們(men) 來具體(ti) 看一看!
雙冠龍(圖源@Eduard Solà)
從(cong) 獸(shou) 腳亞(ya) 目恐龍開始:
它們(men) 包括食肉雙冠龍
(Dilophosaurus)
和鸚鵡狀的雜食竊蛋龍等
(Oviraptor)。
竊蛋龍(圖源@The dinosaur book)
還有一群獸(shou) 腳亞(ya) 目恐龍
——被稱為(wei) 虛骨龍
( coelurosaurs ),
這群恐龍的每一個(ge) 分支
都有某種證據表明
身體(ti) 覆蓋著毛狀物,
無論是絨毛還是全身羽毛。
虛骨龍(圖源@Esv Sam / Olai Ose / Skjaervoy Kabacchi)
這個(ge) 群體(ti) 包括鳥類,
還有其他各種各樣的
獸(shou) 腳亞(ya) 目恐龍,
比如有巨大手爪的鐮刀龍
( Therizinosaurs )。
鐮刀龍複原(圖源@PaleoNeolitic)
而在恐龍族譜的另一邊,
有另一個(ge) 更廣泛的群體(ti) ,
叫做鳥臀目恐龍
( ornithischians)。
它們(men) 也有類似羽毛的
身體(ti) 覆蓋物。
鳥臀目恐龍(圖源@Daderot)
以鸚鵡嘴龍
(Psittacosaurus)為(wei) 例,
它是一種小角恐龍,
曾經在中國到處奔跑。
人們(men) 發現它的尾巴上長著
保存完好的刺狀細絲(si) 。
鸚鵡嘴龍複原(圖源@Robert Nicholls)
同樣,一種來自俄羅斯的
侏羅紀恐龍化石,
叫做庫林達奔龍
(Kulindadromeus),
也顯示它幾乎覆蓋著
類似羽毛的結構。
庫林達奔龍複原(圖源@Durbed)
羽毛和類似羽毛的結構
如此廣泛的出現在不同恐龍群中
可能意味著:
原羽毛在曆史上不止一次進化;
這些羽毛在未來的一些
種群中(如鳥類)被保留下來,
但在另一些種群中消失了。
羽毛化石(圖源@arstechnica.com)
一些特定恐龍群中
羽毛存在的很好的數據。
但有些恐龍我們(men) 沒有直接證據
證明它們(men) 有羽毛。
我們(men) 便可以通過係統發育括號
( phylogenetic bracketing)
——利用相關(guan) 物種的特征
來做出有根據的猜測。
係統發育括號推測生物形態(圖源@Smokeybjb)
即雖然沒有直接證據表明
霸王龍(T. rex)身上有羽毛,
但這隻暴龍很有可能
擁有一些毛絨絨,
因為(wei) 在其他暴龍身上
也發現過原始羽毛。
霸王龍複原(圖源@Aylin Woodward)
那麽(me) ,這些生物最初
為(wei) 什麽(me) 會(hui) 長出羽毛?
究竟有什麽(me) 用處?
小盜龍(圖源@Durbed)
03
耀龍( Epidexipteryx)是
小型近鳥類恐龍的一個(ge) 屬。
通過研究部分保存完好的
骨骼化石發現,
它的尾巴上長有四根長羽毛,
由中央的羽軸和羽片組成。
耀龍(圖源@wikipedia.org/Kumiko)
但由於(yu) 並未發現
其有飛羽幫助飛行,
因此科學家們(men) 認為(wei)
耀龍長長的豔麗(li) 的帶狀尾羽
是化石記錄中已知的
最早的裝飾性羽毛。
耀龍複原(圖源@Nobu Tamura)
對現存鳥類的研究表明,
鳥類帶羽的翅膀在
奔跑、跳躍和攀爬上
起到了很大輔助作用。
還可以用來表達信息,
向其他物種或同類發出信號。
(圖源@攝圖網)
因此,羽毛結構演化
越來越完善複雜的恐龍
也極有可能具備這些技術,
用來捕食或逃避天敵。
中華龍鳥(圖源@Benjamin Buckland )
葬火龍是獸(shou) 腳亞(ya) 目竊蛋龍科的
一屬恐龍,生活於(yu) 白堊紀蒙古。
所發現的化石標本許多都保持著孵蛋姿勢。
其孵蛋姿勢常以前肢覆蓋巢穴,
與(yu) 現今鳥類極為(wei) 相似。
葬火龍(圖源@Steve Starer)
根據對其近親(qin) 的研究,
科學家們(men) 認為(wei) 葬火龍可能是用
覆蓋著羽毛的前肢
來保護它的巢穴。
羽毛化石(圖源@.discovermagazine.com)
伶盜龍(Velociraptor)
又稱迅猛龍,
是蜥臀目獸(shou) 腳亞(ya) 目
馳龍科恐龍的一屬,
大約生活於(yu) 7500萬(wan) 至7100萬(wan) 年前,
與(yu) 現代鳥類的關(guan) 係十分接近。
伶盜龍複原(圖源@wikipedia.org/Fred Wierum)
2007年9月,古生物學家
愛倫(lun) ·特納、彼得·馬克維奇等人
在《科學》雜誌上發表文章表示:
在一個(ge) 源自蒙古的伶盜龍化石前肢,
發現了多個(ge) 羽莖瘤,
即證明伶盜龍長有羽毛。
伶盜龍化石(圖源@wikipedia.org/Thomas Vandenberghe)
雖然在尾巴和前肢有著
如同現代鳥類一樣的羽毛,
伶盜龍卻不會(hui) 飛。
它的羽毛主要可能
用來隔離熱量,
或孵蛋時覆蓋它們(men) 的蛋巢,
或奔跑跳躍時增加速度。
捕獵時可以扇動翅膀
來幫助它們(men) 穩定抓地力。
伶盜龍(圖源@Wyoming Dinosaur Center/FunkMonk)
數億(yi) 年的時間過去了,
地球上的生物從(cong) 出現到繁榮,
始終在不斷演化著!
時至今日,羽毛也成為(wei) 了
連接現代鳥類與(yu) 恐龍的重要樞紐,
更多的秘密
正在等待人們(men) 去發現!
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