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正如查爾斯·達爾文提出他激進的進化論時,古生物學家在現代德國發現了一個奇特的化石標本:《始祖鳥》。這種長有羽毛的標本,被許多人認為是第一隻鳥,為進化論以及現代鳥類從恐龍進化而來的觀點提供了進一步的證據。
《始祖鳥》作為第一種史前鳥類的地位已經保持了一個多世紀,但一項針對德國標本的罕見骨骼樣本的新高科技分析挑戰了這一長期以來的假設。結果表明,擁有1.5億年曆史的《始祖鳥》似乎成熟為成年形態的過程很緩慢,更像恐龍而非鳥類,這使得更現代的鳥類特徵的出現推遲到了更近的過去。
“我們的研究表明,這更像是恐龍而非現代鳥類,”佛羅里達州立大學塔拉哈西分校生物科學系的Gregory Erickson說道,他是昨天線上發表在《PLoS ONE》雜誌上的新報告的主要作者之一。透過觀察骨骼的生長模式,Erickson和他的同事們發現,《始祖鳥》的生長週期緩慢而受阻,像其他恐龍一樣,而不像現代鳥類那樣,“會迅速長大成成年體型,”他解釋道。
新資料是透過使用偏振顯微鏡研究來自《始祖鳥》化石腿骨以及十幾種其他鳥類和恐龍物種的微小、250微米長的碎片而獲得的。研究人員在《始祖鳥》的骨骼中發現了與其他相似大小的恐龍(例如中華龍鳥)共有的特徵,包括年輪生長線、小血管和平行骨細胞。來自更像鳥類的動物——生活在約9400萬年前的 魚鳥的碎片顯示,沒有年輪生長線,血管系統發達,骨細胞分佈更隨機——所有這些都是快速生長的特徵。
研究人員現在估計,《始祖鳥》需要兩年半多的時間才能成熟——相比之下,同等大小的現代鳥類只需幾個月。這些發現證實了之前的假設,即所有10個已知的《始祖鳥》標本實際上都是幼年個體。這個新發現還將成年《始祖鳥》的估計體型增加到大約渡鴉大小,比之前估計的要大。
儘管《始祖鳥》具有與現代鳥類相似的普遍特徵——羽毛、喙和叉骨——這些特徵最初導致了它被歸類為鳥類,但Erickson表示,《始祖鳥》“對於今天的觀鳥者來說將非常陌生”。
然而,許多非專業觀察者在非鳥類恐龍和現代鳥類之間劃出的界限可能被誇大了。正如Erickson指出的那樣,“我們知道鳥類就是恐龍,”也就是說,即使是現代鳥類也與恐龍屬於同一譜系。“現在大家都認同鳥類實際上是一種恐龍,就像人類是一種靈長類動物一樣,”紐約市美國自然歷史博物館古生物學部主任Mark Norell補充道。現代鳥類——或鳥類恐龍——與它們的史前祖先相比,具有不同的一組特徵,例如空心骨骼和快速生長。
上個月發表在《自然》雜誌上的一項研究(作者之一是中國瀋陽師範大學古生物研究所的胡東宇)也將一種曾經被認為是鳥類的物種更堅定地移回了恐龍家族。(《大眾科學》是自然出版集團的一部分。)儘管赫氏近鳥龍擁有濃密的羽毛,但研究表明,這種擁有1.55億年曆史、羽毛豐滿的恐龍在骨骼結構上與真正的恐龍更為相似。
《始祖鳥》作為更像恐龍的生物的新定位並沒有改變它作為Erickson所稱的“進化論的典型代表”的地位。然而,它確實強調了許多早期鳥類在外觀和行為上仍然非常像恐龍的程度。“這不僅僅是一個簡單的故事,”Norell說。“這些事物不是一夜之間進化而來的……現代鳥類的組裝是一個非常複雜的過程——在代謝方面有中間階段,在形態方面也有中間階段。”
新的發現進一步加強了達爾文的追隨者托馬斯·亨利·赫胥黎在近150年前提出的觀點,即鳥類確實是從恐龍進化而來的。事實上,現代分析技術和大量新的標本幫助填補了19世紀科學家仍然面臨的許多空白。“從任何意義上說,它都不再是缺失的環節了,”Erickson在談到鳥類與恐龍之間的聯絡時說道。
然而,並非所有空白都已填補。Erickson說,下一步將是更具體地確定現代鳥類生理機能真正開始出現的時間。新的化石發現和技術的進步肯定會幫助進行這項探索。但與這項研究一樣,未來的發現也可能透過重新審視著名的化石而得到啟發。“這個領域發展得非常迅速,以至於很多人都在用新的問題來審視相同的舊標本,”Norell說。他補充說,進步不僅是透過發現新動物和改進檢查裝置來實現的,也可以僅僅透過發現“觀察舊材料的新方法”來實現。