始祖鸟为什么会灭绝?
一些较小的兽脚亚目恐龙笨拙地爬上了树。随着时间的推移,它们的脚的结构开始适应树上的生活,前肢的功能变成了飞行器官,手指的爪子也逐渐褪色...恐龙进化成了原始鸟类。
这样的画面在古生物学家认为鸟类起源于恐龙的理论中出现过无数次。但是这个猜想长期以来有一个巨大的漏洞。
鸟类的祖先是恐龙,这种关于鸟类起源的猜想有大量的解剖学证据。然而,化石记录中有一个令人费解的“时间空档”:已知最古老的鸟类始祖鸟的化石年龄早于恐龙化石,为什么爷爷比孙子晚?
近日,美国古生物学家同时发表了一枚始祖鸟的恐龙近亲化石,填补了这一“年龄空白”,而这一消息发表在世界权威学术杂志《科学》6月265438+10月21日。
新的恐龙物种填补了年龄差距
65438+在美国亚利桑那州举行的脊椎动物古生物学学会年会上,古生物学家公布了一个与始祖鸟同时代且关系密切的新恐龙物种。这种恐龙生长在侏罗纪晚期,距今已有654.38+0.5亿年的历史。它属于一种手盗龙,齿龙。据发现者称,它是与鸟类关系最密切的最古老化石。
2000年,美国怀俄明州恐龙研究中心的研究人员在怀俄明州东部的晚侏罗世地层中发现了一块化石。它的骨架非常纤细,以至于研究人员WilliamWahl花了几年时间修复这块化石。
研究人员ScottHartman表示,这种恐龙60%的骨骼保存完好,包括最重要的头骨。他根据化石颚骨下的一个凹槽和其他几个特征判断这只恐龙属于一种手盗龙。
恐龙新物种的发现在脊椎动物古生物学学会年会上引起了极大的轰动。古生物学家表示,鸟类起源于恐龙的理论面临的最大困境是“年龄差距”,这一发现填补了这一空白。
关于鸟类的起源有三种理论。
1861年,德国首次发现始祖鸟化石。始祖鸟生活在侏罗纪晚期,约654.38+0.5亿年前。它长着现代鸟类的羽毛,骨骼特征与爬行动物几乎相同。
鸟类的进化历史从晚侏罗世开始,持续了1.5亿年。到目前为止,侏罗纪晚期的始祖鸟只有一种,所以是最著名的化石物种之一。始祖鸟作为鸟类的祖先,也成为科学家了解中生代地球演化的突破口。其中,关于原始鸟类起源的猜想是重要的一部分,已经形成了很多学派。但真正在学术界有影响的主要有三种学说:锯齿起源说、鳄鱼起源说、恐龙起源说。
据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员周忠和介绍,第一个假说是由南非著名古生物学家RobertBroom在20世纪初提出的。他认为鸟类起源于原始的一类有锯齿的爬行动物,主要出现在三叠纪。因为它比恐龙更早,所以被认为不仅是鸟类的祖先,也是包括恐龙在内的大多数爬行动物的祖先。
“罗伯特的理由是,翼龙和兽脚类恐龙过于特化,不可能是鸟类的直系祖先。恐龙和鸟类在各自的进化道路上行进形成的一些特征是不可逆的。这种观点在20世纪盛行了近半个世纪。”第二种假说出现的比较晚,是英国学者阿利克·D·沃克(Alick D.Walker)在1972年提出的。
他认为鸟类和鳄鱼形成了一个单系类群,因此这一假说常被称为“鸟类的鳄鱼起源假说”。“然而,在这个假说提出十多年后,沃克本人在1985放弃了自己的观点,转而支持鸟类起源于恐龙的理论。”周忠和解释说,第二个假设的影响力不如第一个和第三个假设。
"至于第三种假设,它有一段曲折的历史."周忠和说,虽然这个假设很早以前就提出来了,现在已经成为主流说法,但是中间的过程还是挺漫画的。它是由赫胥黎在19世纪中叶首先提出的。流行了很久之后,在1927消失了,取而代之的是笛子起源说。直到20世纪70年代才被美国耶鲁大学著名恐龙科学家约翰·奥斯特罗姆教授重新引入。20世纪80年代以来,其影响力日益扩大,逐渐成为主流学派。目前,大多数学者已经接受了鸟类起源于恐龙的观点,认为鸟类是由一种小型的个体恐龙进化而来,是兽脚类恐龙的一个分支。
“化石软肋”制约“恐龙起源说”的发展
始祖鸟的骨骼特征——如尾骨、爪子和牙齿——与一种食肉恐龙——手盗龙——非常相似,这使得许多古生物学家倾向于认为鸟类起源于恐龙。近年来,古生物学家利用解剖分析将目光锁定在翼手龙和齿龙,认为它们与鸟类的关系可能是最密切的。
“在对翼手龙和鸟类骨骼形态的比较研究中,翼手龙和齿龙的手与鸟类的翅膀相似,更多的谱系分析表明它们的骨骼结构相似,”周忠和说。这些实验结果都证实了它们与鸟类的亲缘关系最近。
但长期以来,古生物学家心中一直有一个谜团,那就是虽然解剖学提供了丰富的证据,但“年龄差距”让反对者的声音听起来有理有据。
始祖鸟距今约654.38+0.5亿年。然而,即使是在岩层中发现的最古老的原始人类化石也只有654.38+0.25亿年。古生物学家推断,这些手猛禽可能有一些更古老的“亲戚”,他们是始祖鸟和所有其他鸟类的“祖先”。
“然而,这只是持有鸟类和恐龙起源理论的学者的一种假设。之前一直没有发现化石,所以反对声不断。他们普遍认为爷爷(最接近始祖鸟的恐龙)怎么会比孙子(始祖鸟)晚出来?”周忠和的同事王晓林说,反对者主要集中在年龄差异上。他们认为已知与鸟类最相似的恐龙都出现得太晚了,它们的体型包括生活习性都已经固化,不可能进化成鸟类,这就成了对手最有力的攻击武器。
“最近恐龙化石的发现无疑将为鸟类起源于恐龙的理论带来更多证据,”周忠和说。毕竟在鸟类起源于恐龙的理论中,“年龄差距”是鸟类必须面对的问题。这次公布的是迄今为止与鸟类关系最密切的恐龙化石,属于赤龙。同时,更重要的是与始祖鸟同时代,填补了鸟类起源于恐龙理论中的“时间空白”。判断动物起源有两种观点,一是骨骼的形状,二是年代。"现在,这两个重点都被更可靠地证明了."
有羽毛的恐龙提供了证据
伴随着美国古生物学家的发现,古生物学家最近挖掘出了一个几乎保存完整的恐龙化石,这也在一定程度上证实了鸟类起源于恐龙。
这种新恐龙在9000万年前被命名为阿根廷秃鹫龙。它是一种小型食肉恐龙,大小和火鸡差不多,尾巴很长。研究人员强调,阿根廷秃鹫龙有羽毛,这将为鸟类起源于恐龙提供新的证据。
对此,王晓林表示,有羽毛恐龙的发现确实会为鸟类起源于恐龙的理论提供新的证据。在此之前,我国辽西地区已经发现了大量的有羽恐龙,如顾氏小盗龙、中华千年龙等多种“鸟龙”化石。
"科学界逐渐加深了对这一理论的理解."王晓林说,自从奥斯特罗姆教授提出恐龙也应该有羽毛以来,它为这一假说的研究创造了突破。自20世纪70年代初以来,奥斯特罗姆教授就大胆地推测,由于恐龙和鸟类的密切关系,至少一些恐龙身上可能有羽毛。
20世纪90年代以来,在中国辽西热河生物群中发现了许多长有羽毛的恐龙,首次证实了这一大胆的假说,并显示了鸟类与恐龙的亲缘关系。
这种突破始于中国龙鸟,它的背上从头到尾都有一种丝滑的皮肤衍生物。它的发现第一次表明了有羽毛恐龙的真实存在。然而,中华龙鸟的毛发不同于真正的鸟类羽毛,它不具有现代羽毛独特的羽轴和分支结构。
“辽西也发现了奔跑的恐龙,它的身上也出现了原始的羽毛,这说明羽毛的最初出现与鸟类的飞行没有必然联系。羽毛原本的功能可能是调节体温,也可能是吸引异性。说到鸟类,羽毛与飞行联系在一起,这是自然进化的结果。”身在美国的徐星教授告诉记者,中国为鸟类起源于恐龙的理论带来了突破性的发现,而最近两个新恐龙化石的发现将使这一理论向更完整的方向发展。
■说明鸟类的进化
始祖鸟:已知最早最原始的鸟类。1.5亿年前。
原始热河鸟:发现于2002年,生长于白垩纪。其原始性仅次于始祖鸟,代表了鸟类早期进化的一个更古老的祖先类型。热河鸟是唯一保留爬行动物祖先长脊背尾巴的鸟类。
孔子鸟:所有活着的鸟都没有牙齿。它们用喙进食。但在远古的中生代,大部分鸟类都没有这种结构,取而代之的是嘴里的牙齿。
命名为1995的孔子鸟是世界上已知最早的有喙鸟。
反鸟:是中生代数量最多、分布最广的鸟群。在中国发现的大多数中生代鸟类都可以归为这一类。包括中国鸟、中国鸟、波罗的海鸟、第一反应鸟、原羽鸟、长翅鸟等。
当今鸟类:具有递进飞行特征的鸟类的总称,包括所有现存的鸟类。它们不仅有加长的胸骨,而且有高而发达的龙骨。它与现代鸟类在其他与飞行有关的结构上有很大不同。
虽然反鸟类和现代鸟类不是现代鸟类的直系祖先,但它们代表了向现代鸟类进化的主干。