自然科普:這些長毛的化石,竟重繪了生物演化史
來源:桔燈勘探
發布時間:2021-10-18
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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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