鸟类真的起源于恐龙吗

前不久,有关“鸟类起源于恐龙”这个话题在网络上传得沸沸扬扬,有的笔者还说得那么“斩钉截铁”,其中也不乏出来凑凑热闹的,因为这些人当中的很多作者甚至自始至终就没有弄清楚过什么是“生物的起源和演化”,更别提“鸟类的起源与演化”了。为了博人眼球,有的人干脆说成:“鸡起源于恐龙。”当然,鸡属于鸟类这一点毋庸置疑。那么“鸟类起源于恐龙”这种说法是否正确呢?今天就简单地给大家介绍一下目前有关鸟类起源问题的相关研究结果及假说。

兽脚恐龙

人们依据什么来研究生物的起源和演化呢?在通常情况下,化石标本就是研究生物起源和演化的重要证据,然而由于鸟类的骨骼薄而充气,十分脆弱,再加上在突发地质灾害时能够迅速逃脱的飞翔能力,被压复而形成化石的概率相对较低,迄今已被发现的完整的古鸟化石非常稀缺,以致有关鸟类的起源问题百余年来一直是学术界争论的热点,至今尚难定论。

始祖鸟

迄今研究最为详尽和原始的化石鸟类是始祖鸟,模式标本于年报道,现藏于伦敦博物馆。始祖鸟化石迄今共报道过10例,即:①年报道的单一羽毛印痕标本;②年报道的模式标本,为仅头骨不齐全的骨架,有翅羽、尾羽和体羽的清晰印痕;③年报道的完整骨架以及翅羽、尾羽和体羽的清晰印痕,现藏于柏林博物馆(见下图:始祖鸟化石拓印);④年报道的残缺标本;⑤年报道的,为年出土的残缺标本;⑥年报道的,为年出土的非常精美而完整的骨架,以及翅羽、尾羽和体羽的清晰印痕,足趾及爪显示树栖鸟类特征;⑦年报道的;⑧年报道的,曾被定为新种,实为始祖鸟幼鸟;⑨年报道的残缺标本;⑩年报道的完整标本。这些化石标本均采自德国巴伐利亚省索伦霍芬附近的海相沉积印板石灰岩内,在地质年代上属于距今1.45亿年前的中生代晚侏罗纪。

始祖鸟化石拓印

始祖鸟是大小如同鸽子的鸟类,具有爬行类和鸟类之间的过渡形态,将它归入鸟类的主要特征之一是“具有羽毛”。此外还具有由锁骨、间锁骨愈合变形而成的“叉骨”,以及前肢变形为“翼”,这些特征都与飞翔密切相关。始祖鸟具有开放式骨盆以及后肢4趾,3前1后,这也显示了鸟类所特有的特征。

始祖鸟

然而始祖鸟还残留着一些类似爬行类的原始特征,主要是:具有槽齿;双凹型椎体;保留了由18~21枚分离尾椎骨支撑的长尾;前肢残留3枚分离的掌骨,指端具爪;腰带各骨尚未愈合;胸骨无龙骨突;肋骨无钩状突;具腹膜肋等。

古鸟与今鸟尾椎骨、胸骨和手骨的比较

迄今尚未发现早于始祖鸟且与鸟类进化历程相关的过渡类群的化石鸟类作为确证。年报道的在美国德克萨斯晚三叠纪地层中发现的原鸟化石,由于是残缺骨骼标本,也无羽毛印痕,因而它究竟是鸟还是小型恐龙一直存在争论。我国辽宁西部出土的中华龙鸟和原始祖鸟,原来认为是比始祖鸟还古老的化石鸟类,后经研究认为其应该属于小型的兽脚恐龙中的虚骨龙类。

驰龙类化石

上世纪90年代以来,在我国辽宁、甘肃、山东、河北等地区出土的大量中生代鸟类和兽脚恐龙化石,引起世界轰动。辽宁的“热河生物群”对于研究鸟类起源和演化有重要的科学贡献。辽西等地发现的以孔子鸟和华夏鸟为代表的古鸟类群,代表着始祖鸟以后鸟类演化历史上的大规模适应辐射。著名代表有孔子鸟、中国鸟、原羽鸟、始反鸟、华夏鸟、波罗赤鸟和长翼鸟等。

孔子鸟

孔子鸟始见于早白垩纪,约比始祖鸟晚万年,它具有与始祖鸟相似的3个分离的掌指骨和爪以及原始鸟类的腰带,尾椎缩短愈合成棒状,后肢4趾。拇趾朝后并具弯爪,显示树栖飞翔能力的增强,同时具有类似现代鸟类的喙,这在古鸟中系首次出现;头骨具有比始祖鸟还清晰、完整的双颞孔。这些特征都显现出古鸟进化的过渡类型。迄今孔子鸟已出土千余件化石标本,被学者命名的许多物种,其中有些是群栖性鸟类。华夏鸟、始反鸟、长翼鸟、原羽鸟、波罗赤鸟等都是晚于孔子鸟的中生代古鸟,是朝向树栖、水栖等不同生态环境适应辐射的代表。所有上述类群均在中生代末期与恐龙一道灭绝。

孔子鸟

今鸟化石最早出现于中生代白垩纪,是现代鸟类的近祖。主要特征是:具喙,无齿;异凹型椎体;尾椎退化,大部分愈合成尾综骨;胸骨具龙骨突;不具分离的掌指骨。我国辽西出土的朝阳鸟、燕鸟等属此。进入新生代则是鸟类的大发展时期。到第三纪始新世末,几乎所有现在生活的各目鸟类均已出现,成功地适应辐射于多种多样的生态环境内。

爬行动物的起源和演化

有关鸟类起源问题,百余年来一直存在着许多假说和强烈的争议,至今集中在两大学派,即“槽齿类起源假说”和“兽脚类恐龙起源假说”。近20年来中国出土的大量兽脚恐龙以及古鸟化石、“带羽毛的恐龙”化石等,使支持兽脚类恐龙起源假说的学者受到鼓舞,成为科学热点问题。

驰龙类化石

⒈槽齿类起源假说

槽齿类是原始爬行动物主干初龙类,于早三叠纪(距今约2.3亿年前)分异出的一支,这一支系是许多爬行动物(包括恐龙、翼龙、鳄鱼等)的原祖,其标志性的特征是头骨具槽齿。最早的槽齿类中的假鳄类有的体型纤细,骨骼具空腔气窦,头骨有双颞孔,有眶前孔和下颌孔,具槽齿等,这些均与始祖鸟有相似之处,因而被认为可能是鸟类的祖先。

槽齿类与鸟类头骨的比较

槽齿类起源假说长期以来被许多学者支持,并派生出“鳄类与鸟类是姊妹群”的假说。然而一些似鸟的假鳄类,例如派克鳄、喙头鳄,均产于三叠纪,比始祖鸟化石早多万年,迄今尚未发现从晚三叠纪至晚侏罗纪的与鸟类进化相关的过渡类群的化石。时间跨度大、缺少中间环节是此假说难以克服的缺欠。不过未发现中间环节并不代表这些过渡类群不存在。

槽齿类、兽脚类与鸟类起源学说示意图

⒉兽脚类恐龙起源假说

此假说认为鸟类起源于蜥臀类恐龙的后代兽脚恐龙,它是属于小型的肉食性、两足行走、颈长而灵活、骨骼轻便而具空腔的兽脚恐龙中的虚骨龙类。这一假说从20世纪70年代以后复活,历经多年研究和新的发现,已成为当前鸟类起源说的主流。特别是发现虚骨龙类也有类似鸟类锁骨(叉骨)的雏形,手部出现半月形腕骨以及尾骨缩短和愈合现象等,表明其适应飞翔的进化趋势。我国辽西发现的“带羽毛的恐龙”,更鼓舞了这一假说的支持者,以致有人认为“羽毛作为鸟类的专有特征”已经动摇。

“带羽毛的恐龙”

兽脚类恐龙起源假说的反对意见主要是:⑴已知似鸟类的兽脚恐龙(例如驰龙)均出土于晚白垩纪,比始祖鸟晚多万年,在进化顺序上有矛盾。⑵鸟类前肢比后肢长,而驰龙类适于两足奔走,前肢已高度特化和缩短,不可能再进化出似鸟类的前肢。此外,对鸡的胚胎发育研究表明,成鸟前肢所保留的是2、3、4指,而兽脚恐龙是1、2、3指。⑶虚骨龙的后肢跖骨主要由第2、第4跖骨构成,而鸟类是以第3跖骨为主。此外,兽脚恐龙后肢拇趾趋于退化或消失,而鸟类的拇趾(后趾)发达,适于栖树握枝。

鸟类(左)与兽脚恐龙(右)的手、跖骨

兽脚恐龙是否具有原始的毛状羽毛,一直存在争议。年报道的对中华龙鸟化石的皮肤及其覆盖的“羽毛状构造”,经采用最新的显微技术分析,证实是一种结缔组织纤维,并不具有羽毛结构特征。

“带羽毛的恐龙”化石

其实,不论兽脚恐龙中是否能找到带羽毛的成员,都不能动摇“鸟类是具有羽毛的动物”这一定义。分类和进化学家所遵循的原则之一就是综合权衡以及区分共性和个性特征。生物进化所形成的多样性以及亦此亦彼现象,几乎是无处不在,正如鸭嘴兽的存在并不能改变鸟类是卵生以及哺乳类是胎生的共性特征一样。

“带羽毛的恐龙”

以上就是目前“关于鸟类的起源和演化”的相关研究进展及假说的简要介绍。回归前面的问题:“鸟类起源于恐龙”这种说法是否正确呢?既然存在争议,主要分为“槽齿类起源假说”和“兽脚类恐龙起源假说”两大学派,两种假说都有合理之处,但也都存在很多不足之处,因此,我们就不好评论“鸟类起源于恐龙”这种说法正确与否,但能确定的是这种说法不够全面,就目前的研究结果及进展而言,确切地说应该是“鸟类起源于爬行类”,因为无论是槽齿类还是兽脚恐龙,都属于爬行动物。期望科学家在不久的将来能够找到更加有力的证据。此外,“鸡起源于恐龙”这种说法就显得非常荒谬了,我们都知道,鸡属于今鸟,日常生活中常见的家鸡由原鸡驯化而来,而今鸟由古鸟逐步演化而来,古鸟又由爬行类演化而来,因此,鸡不可能直接起源于恐龙。

参考文献:

刘凌云,郑光美.普通动物学,第4版.北京:高等教育出版社,.-.

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