发现还在继续

中国科学家发现羽毛演化的新证据

　　2000年12月8日出版的美国权威科学期刊《科学》杂志上将刊登中国科学院古脊椎动物与古人类研究所青年科学家张福成和周忠和的科研论文，报道他们发现的迄今为止世界上最原始的反鸟--原羽鸟。原羽鸟的化石所具有的一种前所未知的羽毛类型为羽毛的早期演化提供了非常重要的证据。

　　羽毛一直被认为是鸟类所特有的结构，是把鸟类从所有其它的脊椎动物中区分开来的标志。但是科学界过去对鸟类羽毛的起源了解甚少，唯一的一个只是“鸟类的羽毛和爬行动物的鳞片同源”或“羽毛起源于爬行动物”。近几年来，发现于我国辽西地区的带毛恐龙使羽毛的起源问题成了古生物学界的一个热点，也成了公众关注的话题之一。

　　始祖鸟是公认的最原始的鸟类，但是它并没有对羽毛起源问题提供多少信息，因为它的羽毛与现代鸟类的羽毛几乎完全不同。

　　中华龙鸟、北票龙、中华鸟龙和小盗龙等带毛恐龙身体上生长的皮肤衍生物的特征与鸟类羽毛十分相似，所以这些小型兽脚类恐龙身上的这些毛状物就很容易被认为是一种原始的羽毛。但是这些把恐龙与鸟类联系在一起的物种身上的毛状物却并没有为鸟类羽毛与爬行动物的鳞片建立起更多的联系。一方面，迄今为止在这些恐龙的毛状物上并没有发现分叉的结构，因为还不能把它们与鸟类具有分支的羽毛建立起直接的联系；另一方面这些毛状物也难以与爬行动物的鳞片建立起直接的联系。

　　不久前发现的尾羽龙和原始祖鸟的羽毛曾经被认为是羽毛存在于恐龙中的最强有力的证据，但是也有一些科学家认为尾羽龙是一种次生退化的鸟类，它的羽毛因此也是次生退化的，而不是代表原始羽毛的类型。由于尾羽龙一般被认为与窃蛋龙有较近的亲缘关系，与鸟类的系统关系还不如属于驰龙类的中国鸟龙近，因此它的羽毛被认为更可能是独立发生的，或者是退化性的，因而与鸟类羽毛的起源没有直接的关系。

　　科学家在中亚地区发现的长鳞龙长有延长的鳞片，这种鳞片与现代鸟类羽毛的相似性说明鸟类羽毛演化的早期阶段要比过去想象的复杂得多。羽毛可能在比恐龙更加原始的爬行动物中就已经开始出现了。

　　这次新发现的原羽鸟化石却表现出了一种过去从来没有发现过的新的羽毛类型，它靠近身体的一端（称为近端）缺少羽支状的分支结构，羽轴两侧生有均质的羽片结构，这非常类似于爬行动物的鳞片；而它远离身体的一端（称为远端）则分化出了羽支，但是在羽支与羽轴之间也存在着与近端一样的均质羽片结构，这又完全与现代鸟类的羽毛结构相同。这种既类似于爬行动物鳞片又类似于典型鸟类羽毛的皮肤衍生物直接将爬行动物的鳞片与鸟类的羽毛联系了起来。

　　主要依据于对这种特殊羽毛类型的研究，张福成和周忠和提成了早期鸟类羽毛演化的模式，即鸟类羽毛的演化主要经历了四个阶段：1）鳞片延长；2）鳞片中部增厚，出现羽轴；3）分化出羽支；4）长出羽小支和羽小钩等构造，最终形成现代鸟类这样的典型羽毛。此外，张福成和周忠和的另一个重要论点就是，廓羽和绒羽在羽毛早期演化阶段就很快地分化，然后各自独立地进化至今。

　　通过对原羽鸟的形态学研究和系统分析，张福成和周忠和还发现原羽鸟是迄今为止最原始的反鸟。反鸟是中生代最重要的鸟类类群，当时曾广泛分布于世界，但是后来灭绝了。原羽鸟本身也是一种特化的类型，其中最显著的一个表现就是手部骨骼和小翼指比较长，这一点非常类似于始祖鸟和孔子鸟，而不同于其它的反鸟。显然，原羽鸟是介于始祖鸟向其它更为进步的鸟类过渡的中间类型。

　　原羽鸟长在胸前的乌喙骨的结构显示出了一些前乌喙突的特点，由此推测它也是迄今为止发现的最早的具有前乌喙突的鸟类，化石鸟类前乌喙突的出现及与之相关的三骨孔结构第一次说明原羽鸟已经具有了强大的主动飞行能力。

　　原羽鸟的另外一个重要特征是保存了小翼羽这一飞行结构，这一结构在始祖鸟和孔子鸟身上还没有出现。小翼羽是现代鸟类慢速飞行和完成空中技巧性动作的结构基础，对鸟类的起飞、空中悬停和着陆等动作起着重要的作用。

［上一页］