本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
幾周前,我計劃寫一篇關於剛剛發表的以恐龍為主題的有趣研究的文章;我首先寫下了我對雷龍問題的看法。但這隨後變成了一篇完整的文章。所以我開始撰寫一篇專門介紹剛剛宣佈的有趣的獸腳亞目主題發現的文章。然後奇異發表了。2015年的這些計劃一點都不順利。
奇異(理所當然地)在新聞媒體和部落格圈獲得了巨大的全球報道。它是一種鴿子大小的擅攀鳥龍科恐龍,僅從中國河北省髫髻山組卡洛維期或牛津期(中-晚侏羅世邊界)地層的一塊看似成年的標本中得知。它有什麼大不了的?我認為這應該是顯而易見的。請繼續閱讀。
擅攀鳥龍科到底是什麼?擅攀鳥龍科是小型手盜龍類獸腳亞目恐龍,以其細長的第三指和特殊的骨盆而聞名,其恥骨向前和向下,比例較短且缺乏擴大的腹端。擅攀鳥龍科的頭骨面部短而粗壯,下頜骨的前端略微向下彎曲,牙齒向前傾斜。這種頭骨(表面上讓人想起一些食蟲蝙蝠的頭骨)與早期竊蛋龍類(如尾羽龍)和一些鳥類(如聖賢鳥)的頭骨非常相似,表明這種形狀是潘氏手盜龍類(手盜龍類中竊蛋龍類+近鳥類分支)的祖先特徵。順便說一句,Tet Zoo 之前已經介紹過擅攀鳥龍科:請參閱下面的連結。
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像所有手盜龍類一樣,擅攀鳥龍科完全被羽毛覆蓋,但它們似乎不具備像竊蛋龍類、鳥類、馳龍科等那樣的具羽片的羽毛。相反,它們具有各種型別的絲狀、分支狀、刷狀結構。至少在該類群的某些成員中存在長而帶狀的尾部結構(羽毛?)。奇異是另一種中生代化石恐龍,似乎在其皮膚結構中儲存了黑色素體。徐等人。(2005)注意到它們之間存在幾種不同的形狀和大小:皮膚纖維中顯然存在真黑色素體(通常與灰色和黑色相關的半球形型別),而與前肢相關的皮膚中存在棕黑色素體(與紅色和黃色色調相關)。眾所周知,現在人們對化石恐龍中識別出的黑色素體是否真的為我們提供了生物體顏色的可靠指南表示懷疑。也許奇異是黑色的,手臂皮膚是紅色的……也許不是。
由於它們的怪異之處,人們做出了一些小的努力,試圖將擅攀鳥龍科放在主龍樹的獸腳亞目之外(Czerkas & Yuan 2002,Czerkas & Feduccia 2014)。然而,這種觀點來自那些旨在支援“鳥類不是恐龍”運動的人,並且主要依賴於無視我們擁有的大部分資料。一些更傳統的分析已經包括了這些動物(例如,Zhang等人,2002 年,Senter 2007 年,Godefroit等人,2014 年,O’Connor & Sullivan 2014 年)。它們可能是竊蛋龍類譜系的早期成員的可能性已經被提出(Paul 2010,O’Connor & Sullivan 2014),並得到了尾部和手部形態細節的支援。這是一個非常有吸引力的想法,但徐等人。(2015)支援的假設是,這些恐龍是近鳥龍類的一部分,近鳥龍類是包括鳥類、馳龍科和傷齒龍科的潘氏手盜龍類分支。未來情況可能會發生變化。
無論如何,使奇異如此引人注目的是它存在一種新穎的棒狀前肢元件,稱為桿狀骨(styliform element)(徐等人,2015 年)。這種結構(每個前肢上都有一根,從腕部延伸出來)似乎與翼膜(皮膚膜)有關:徐等人。(2015)認為這些膜跨越了其手指之間的空間以及其前肢和身體之間的空間。這種棒狀骨骼——在其遠端似乎略微向前彎曲——在恐龍類中是獨一無二的,但強烈地讓人想起從各種現代滑翔齧齒動物的腕部或肘部伸出的軟骨“撐杆”(我們最近在關於鱗尾鼯鼠的文章中研究了這些)。化石不僅僅由動物的前半部分組成(如化石照片所示);後肢的骨骼也被儲存下來。腳部比例較短,絨毛儲存在蹠骨和後肢的其他部分附近(徐等人,2015 年,補充資訊)——這是另一種多毛足的侏羅紀獸腳亞目恐龍。表皮樹龍(另一種擅攀鳥龍科恐龍)的一個標本在其蹠骨的一部分上儲存了鱗狀皮膚(Czerkas & Feduccia 2014),儘管它在腳上的確切位置尚不確定。
從網上出現的幾種重建圖來看,奇異主要被想象成一種“蝙蝠翼”獸腳亞目恐龍;一種像龍一樣的野獸,在空中滑翔甚至拍打翅膀飛行。這種龍般的性質導致了這種東西……
鑑於獸腳亞目飛行演化的故事主要涉及羽毛,並且在獸腳亞目恐龍中沒有膜狀前肢的先例(儘管請繼續閱讀),這一切似乎都非常激進。
奇異(顯然發音為yee chee)是迄今為止為任何恐龍發表的最短的二名法名稱。事實上,它是迄今為止為任何事物發表的最短的二名法名稱之一,與蝙蝠Ia io爭奪最短的桂冠。已知的唯一標本是否可能是某種偽造品或複合體?不——作者們反覆檢查,並費盡周折以確信他們的鑑定。聲稱該標本可能是始祖盜龍式的嵌合體,或者作者在相關骨骼的鑑定上搞砸了,這對相關科學家的能力是非常不尊重的,考慮到手頭的資料,不太可能是正確的,並且無視了徐星及其同事如此明顯地做了大量工作(徐等人,2015 年)。奇異的腕部確實有巨大的長棘突出。
順便說一句,我們在關於奇異的文章中看到的骨骼重建圖(Padian 2015,徐等人,2015 年)與 Jaime Headden 近年來製作的重建圖非常相似。它們真的是原創的嗎?還是我們看到了未經署名的使用了別人的作品?
膜狀翅膀的擅攀鳥龍科在 2008 年被預測到。繼續,我認為這裡應該討論幾個有趣的事情(在現有的關於這一發現的線上討論中幾乎沒有提及)。第一個是,如果你一直關注,那麼具有滑翔膜的擅攀鳥龍科的概念(雖然激進和令人震驚)並非新穎。
我的同事 Andrea Cau(由優秀的古生物藝術家 Lukas Pankarin 繪製)在 2008 年 10 月表皮始祖鳥*(Zhang等人,2008 年)發表後早在 2008 年 10 月就預測到了完全這樣的生物。與奇異和其他擅攀鳥龍科一樣,表皮始祖鳥缺乏具羽片的羽毛,但有一個超長的手指,看起來很適合——Andrea 提出——用於支撐翼膜。因此,奇異是又一種在發現之前就被預測存在的化石動物。SpecBio 粉絲可能想知道 C. M. Kosemen 接受了這個建議並付諸實踐,但那是另一個故事了。
* 我是這篇論文的審稿人,並讓作者將他們計劃使用的表皮樹龍科改為擅攀鳥龍科。他們認為擅攀鳥龍科是不可用的,因為它的模式屬——Scansoriopteryx——被認為是Epidendrosaurus的次異名。但事實並非如此。
翼膜可能並不意味著“蝙蝠翅膀”。所以,奇異是一種帶有翼膜的小型獸腳亞目恐龍。很激進,對吧?好吧,沒那麼快。在關於奇異的討論中,大多數人忽略的是,潘氏手盜龍類手盜龍已經有翼膜了。看看下面(可能熟悉的)夜鷹翅膀的圖片,觀察圍繞手指和手臂的所有“蹼”。一個稱為前翼膜的膜跨越了腕部和肩部之間的空間,並且膜也沿著手和尺骨的後緣(或後部,或後軸)邊緣延伸。
我們已經看到擅攀鳥龍科似乎巢狀在潘氏手盜龍類中,並且已經有跡象表明這些皮膚蹼在該類群中廣泛存在(前翼膜先前已在表皮樹龍和其他非鳥類潘氏手盜龍類中被識別出來)。因此,是否有可能奇異只是簡單地擁有了在其他潘氏手盜龍類中看到的膜的放大版本,並且它的膜像其他潘氏手盜龍類一樣也覆蓋著羽毛?如果真是這樣,那麼奇異就不會是重建圖中廣泛描繪的“蝙蝠翼”野獸。它不會那麼激進。這個想法的最大障礙是儲存在奇異的桿狀骨和長第三指周圍的裸露的、片狀的皮膚斑塊:這些看起來真的很像未覆蓋羽毛的裸露膜,也許它們就是(徐等人,2015 年)。徐等人。(2015)還指出,這些斑塊具有不尋常的皺紋紋理,這與會被細絲或羽毛覆蓋的皮膚的典型紋理不同。但也許它們是裸露和起皺紋的原因是埋藏學原因。腐爛的動物經常會脫落毛髮、羽毛或其他皮膚結構,從而最終留下裸露的斑塊。
就目前而言,這種“非蝙蝠翼”模型當然是推測性的,但它不如蝙蝠翼模型那麼激進。當出現更好的標本時,這將得到解決。順便說一句,徐等人。(2015)確實討論了鳥類中翼膜的存在,但它在補充資訊中,而不是正文中。
桿狀骨作為戰鬥棘刺。那些桿狀骨真的與膜有關嗎?我的意思是——它們可能與其他功能有關嗎?正如剛才提到的,徐等人。(2015)透過指出儲存在密切相關的片狀組織斑塊來支援這些骨骼在膜支撐中的可能作用。但是——在對其他標本進行描述之前——這些片狀組織碎片不足以令人信服地揭示真正的、廣泛的翼膜的存在:如上所述,它們可能表明存在像鳥類和其他潘氏手盜龍類已知的那些小翼膜。
此外,這些組織碎片可能從附近的某個地方移位了(記住:壓扁的化石動物不是新鮮死亡的屍體:它們是被壓扁的、雜亂的東西,其中至少有一些軟組織相對於其原始位置發生了移動)。話雖如此,徐等人。(2015)關於翼膜存在和範圍的想法當然是合理的,他們很可能是正確的。我並不是要暗示他們不對。
但是……我想起了各種鳥類和其他動物中存在的各種腕骨和指骨棘刺和尖刺。奇異的桿狀骨實際上可能是戰鬥棘刺或其他東西嗎?徐等人。(2015 年,補充資訊)指出,“我們不知道在任何脊椎動物中,從肢體關節延伸出來的長而未關節的骨質或軟骨棒沒有與空氣動力學膜相關聯的情況,並且很難想象這種結構的其他合理功能”。
但是但是但是,確實存在從肢體關節延伸出來的長而未關節的骨質或軟骨棒,並且在某些動物中與空氣動力學膜無關。各種鳥類(如叫鴨、水雉和麥雞)中都存在大型錐形或匕首狀的腕骨棘刺——在某些情況下,它們確實是從腕骨而不是僅僅從腕掌骨延伸出來的——並且也有幾個蛙類群體擁有大型匕首狀的腕骨棘刺。
但值得注意的是,即使是這些結構中最大的結構也比奇異的桿狀突起短得多。如果奇異被想象成具有這種“戰鬥棘刺”,那麼它一定擁有有史以來進化出的最笨拙和可笑的超大結構。儘管如此,我對這種可能性非常感興趣,以至於嘗試繪製了它。這樣做之後,我得出的結論是,它們可能比支撐膜的棘刺更可笑。此外,膜支撐中棘刺的用途得到了同樣可笑的長第三指的存在以及奇異的臂軟組織至少延伸到棘刺遠端的事實的加強(徐等人,2015 年)。然而,有人可能會說,超大、看起來很笨的戰鬥棘刺絕對不比用於支撐滑翔膜的巨型棒更可笑。
那麼該得出什麼結論呢?徐等人。(2015)對這個非凡的化石提出了非常合理的想法,並且他們(Cau 預測的!)我們發現了“蝙蝠翼手盜龍類”的想法基於我們擁有的一個化石看起來是合理的,儘管很激進。但仍然有懷疑的餘地,更“傳統”的翼膜的存在也是一種真正的可能性,更遙遠的可能性是——那些桿狀骨是巨大的“戰鬥棘刺”的荒謬想法。
然而,到目前為止在大多數藝術作品中推廣的想法是,這種動物是某種尖叫的蝙蝠翼迷你龍。很難 pinpoint 錯誤發生在何處,但我的懷疑是,奇異看起來會更像其他手盜龍類,並且整體上不那麼像龍[旁邊的影像由 Emily Willoughby 提供]。
中生代恐龍再次以其多樣性讓我們感到驚訝和好奇。無論如何解釋,奇異都表明,在包括鳥類在內的譜系中,正在發生許多怪異和進化創新。不應忽視的是,奇異和其他擅攀鳥龍科恐龍看起來一直在嘗試飛行和攀爬,儘管它們完全在鳥類分支之外。這對於滑翔、飛行和攀爬行為在潘氏手盜龍類中以及在整個手盜龍類中的分佈意味著什麼?我們很快就會回到這些主題——有很多話需要說。
有關擅攀鳥龍科、中生代手盜龍類以及與此處討論的那些問題相關的先前 Tet Zoo 文章,請參閱……
- 樹棲恐龍的簡史
- 表皮始祖鳥:奇異的小型帶狀羽毛手盜龍類
- 路易斯·基亞佩的《光榮的恐龍:鳥類的起源和早期進化》
- 格雷格·保羅的《恐龍:野外指南》
- 《所有昨天:恐龍和其他史前動物的獨特和推測性觀點》——本書和釋出活動
- 卡特里娜·範·格魯的《未羽化的鳥》,獨特的內幕觀察
- 認識鱗尾鼯鼠
更新:我剛剛發現 John Conway 也對奇異進行了新穎的重建,就像上面的 Emily 的影像一樣,它很好地使其看起來更像一隻真正的動物,而不是憤怒的尖叫噩夢龍。在此處檢視。
參考文獻 - -
Czerkas, S. A. & Feduccia, A. 2014. 侏羅紀主龍是一種非恐龍鳥類。《鳥類學雜誌》155, 841-851。
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Godefroit, P., Cau, A., Hu, D.-Y., Escuilli?, F., Wu, W. & Dyke, G. 2013. 來自中國的侏羅紀鳥翼類恐龍解決了鳥類的早期系統發育史。《自然》498, 359-362。
O’Connor, J. K. & Sullivan, C. 2014. 早白堊世手盜龍類(恐龍亞目:獸腳亞目)郝氏中國鳥龍作為類似擅攀鳥龍科的非鳥類的重新解釋,以及擅攀鳥龍科和基幹竊蛋龍類之間的形態相似性。《古脊椎動物學報》52, 3-30。
Padian, K. 2015. 恐龍飛上天。《自然》doi: 10.1038/nature14392
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