原鸟化石|探索鸟类起源——有没有比始祖鸟更为原始古老的鸟类呢?
说到最早的鸟类,人们一定会想到始祖鸟。始祖鸟于1861年命名。它的化石是在德国索伦霍芬地区发现的,它的地层形成于侏罗纪晚期。始祖鸟作为最原始、最古老的鸟类,从一开始就成为进化研究中具有里程碑意义的物种。作为鸟类和爬行动物之间的桥梁,始祖鸟在过去150年里一直是科学家们的最爱。尽管关于始祖鸟的许多方面存在争议,比如它的飞行能力?它生活在什么样的环境中?然而,几乎没有人质疑它作为最原始的鸟类的地位。始祖鸟一直是鸟类起源研究的核心。
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还有比始祖鸟更原始的鸟类吗?
在探索鸟类起源的过程中,科学家们不光要把注意力放在始祖鸟身上,他们也一直在努力寻找比始祖鸟更原始、更早的鸟类,探索更深层次的进化史。在这个过程中,最重要的发现之一就是来自美国的本土鸟类。1984年,原鸟化石在德克萨斯州的一个地层中被发现,距今约2.1亿年。1991年,德克萨斯理工学院的桑卡·查特吉博士正式命名这种原鸟。显然,这是一个非常令人惊讶的发现:原鸟比始祖鸟早6-7千万年。更令人难以置信的是,桑卡·查特吉博士的分析表明,原鸟比始祖鸟更接近现代鸟类。
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然而,这一发现在科学界引起了极大的争议,也引发了许多质疑。究其原因,主要是原鸟化石非常零碎,所以很多人认为,原鸟化石不是来自一种动物,而是来自于几只动物死后一起被冲洗和埋葬的骨头。这些化石中有些可能来自与鸟类关系密切的徐古恐龙,有些来自相对原始的角鼻恐龙,有些来自更原始的爬行动物。因此,原鸟并不存在。
在发现这只原鸟的消息公布几年后,来自中国的一项发现再次引起了全世界的关注。1996年9月,中国地质博物馆发表了一篇关于保存完好的中华龙鸟化石的论文。这篇发表在非专业学术期刊《中国地质》上的短文引起了学术界的广泛关注,因为作者宣布他们发现了世界上最原始的鸟类。
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中华的龙鸟有家鸡那么大。它有一个大的头,锋利的牙齿和小锯齿在它的嘴。它的前肢很短,但尾巴却长得惊人。季强和季淑安把这种动物归为鸟类,主要是因为它有多毛的原始羽毛。1998年1月,中国科学院南京地质古生物研究所陈皮吉及其合作者在英国《自然》杂志上发表论文指出,中华龙舌龙和一种小型食肉恐龙美颌龙(meijamosaurus)属于同一科,而不是鸟类,他们同意季强等人关于毛的结构,即代表原始羽毛。
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有羽毛的物种不一定就属鸟类
说到这里,有人可能会问:既然中华龙鸟有羽毛,为什么它不属于鸟类?这涉及到如何定义鸟类。传统上,我们用形态特征来定义一个生物群,鸟类也不例外。所有活着的鸟类都有纤细的羽毛、轻巧的喙、扇动的翅膀和短而多骨的尾巴,所以我们把具有这些特征的动物归类为鸟类。然而,这样的定义似乎并不适用于许多灭绝的物种,例如始祖鸟。
虽然始祖鸟的身体和现存的鸟类一样,但它有长牙齿、长而骨瘦如柴的尾巴,翅膀末端有锋利的爪子。这些特征明显不同于现存的鸟类。如果始祖鸟生活在今天的地球上,许多人会把它看作一个怪物。在这种情况下,我们需要修改鸟类的定义和特征,放宽进入鸟类科的条件,使一些已经灭绝的物种成为鸟类科的一员。例如,只要始祖鸟有羽毛和飞行能力,它就可以成为鸟类家族的一员。但许多比始祖鸟更原始的物种有羽毛,但还没有进化出飞翔的能力。该如何看待它们呢?是否有必要再次修改鸟类的定义和特征,并再次放宽条件,以便鸟类科能够包括这些更原始的物种?例如,只要它们有羽毛,它们就属于鸟类。
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用羽毛的外观来定义鸟类也许是一种选择,但也存在明显的问题。最原始的羽毛可能出现在中三叠世。翼龙,在空中飞行的爬行动物,可能拥有最原始的羽毛,恐龙的祖先也可能拥有最原始的羽毛。
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如果我们用羽毛来定义鸟类,那么翼龙和所有恐龙,包括体长数十米的蜥脚类动物,都属于鸟类,这与我们传统的鸟类概念大相径庭。基于这个原因,科学家们认为中华龙鸟不是一种鸟,尽管它有原始的羽毛。
比一比,谁和麻雀更亲近
理论上,特征的出现会有不稳定性。一些特征会出现在不同的生物群中。因此,科学家开始放弃定义具有特征的生物类群的方法。目前流行的方法是根据血缘关系对物种进行分类。某一类群成员之间的关系必须比其他物种的关系更密切。这样,鸟类可以定义为:相对恐爪龙,所有亲缘关系与麻雀更近的动物。
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有了这样的定义,我们可以通过分析物种间的遗传关系来确定哪些动物是最原始的鸟类。始祖鸟之所以代表最原始的鸟类,并不是因为它有羽毛和牙齿,而是因为通过系统发育分析(技术术语是系统发育分析),大多数科学家发现始祖鸟处于鸟类谱系的开始阶段。换句话说,找到最原始的鸟类不仅需要找到化石,还需要进行系统发育分析。这种分析决定了始祖鸟的祖先地位,但近年来,这种情况发生了变化。
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