2025年第十一期 并未“灭绝”的恐龙

2025-11-11


进化迷局中的羽毛密码


“鸟类其实是披着羽毛的恐龙。就像我们人类属于哺乳动物中的灵长类一样,鸟类本质上属于恐龙家族中一个特殊的、拥有羽毛的分支。”

美国史密森尼国家自然历史博物馆脊椎动物古生物部主任汉斯·苏伊茨教授这样认为。


这个颠覆性的观点的形成并非一蹴而就。在长达一个半世纪的探索中,促成这种观点形成的最关键线索,来自1.5亿年前德国南部潟湖的淤泥中。当时,一个乌鸦大小的生物在风暴中被卷入这片浅海,它独特的身体特征,日后成了破解鸟类进化密码的关键。它的前肢是带羽毛的翅膀,翅膀上还长有爪,口中布满尖牙,全身覆盖着漆黑发亮的飞羽。这个被称为“始祖鸟”的远古生命,在1861年重见天日时引发了科学界的轩然大波。


始祖鸟骨骼化石的翅膀和尾巴上带有发育良好的羽毛印痕


美国自然历史博物馆爬行动物演化研究员罗杰·本森博士强调道:“始祖鸟就像一块活生生的进化拼图,它既有爬行动物的牙齿和骨尾,又具备鸟类的叉骨和飞行羽毛。”这个发现有力印证了达尔文进化论中过渡环节的存在。但在当时,科学家只注意到它独特的叉骨——这种 V形锁骨结构在当时被认为是鸟类的“专属特征”,因此始祖鸟被冠以“已知最古老的鸟”的称号。


正是这个所谓的“专属特征”让科学界作出了误判。本森博士解释道:“当时发现的恐龙都没有叉骨,这导致科学家将鸟类划出了恐龙家族,这个错误认知持续了60多年。”直到20世纪后期,在我国辽宁等地陆续出土了带羽毛的恐龙化石(如中华龙鸟),古生物学家才惊讶地察觉到霸王龙的近亲——窃蛋龙类,同样具有叉骨。这个所谓的鸟类“专属特征”,其实是恐龙家族的共同遗产。


恐爪龙背后的进化密钥


在1.15亿年前的蒙大拿荒原上,一头3米长的恐爪龙正在巡猎。晨雾中突然蹿出一只还不及巴掌大的史前哺乳动物。恐爪龙瞬间发动攻击,它强健的后肢爆发出惊人的力量,前肢上镰刀般的钩爪精准锁住猎物,锯齿状的牙齿随即发起致命撕咬。


1964年,耶鲁大学古生物学家约翰·奥斯特罗姆在蒙大拿的恶地岩层中挖出了这个震惊学界的掠食者。苏伊茨回忆道:“当奥斯特罗姆将恐爪龙化石与始祖鸟骨骼并列展示时,整个古生物界都为之震惊。”这个属于驰龙科的物种,展现出与鸟类惊人的同源特征。人们发现,它们的前肢都拥有一个可270°旋转的特殊腕骨结构——半桡骨,而这个结构正是鸟类折叠翅膀的关键进化前奏。


恐爪龙与著名的迅猛龙同属一科。它们被称为“驰龙科”,是当今鸟类最亲近的近亲之一。这种敏捷的掠食者很可能全身覆盖着羽毛


美国自然历史博物馆的骨骼对比模型揭示了更多细节:恐爪龙的耻骨后倾角度与始祖鸟完全吻合,其三趾足部构造更堪称现代猛禽利爪的原始版本。更令人震撼的是,其胸腔内的叉骨结构与鸟类如出一辙,这一发现与前文提到的所谓鸟类“专属特征”形成了强有力的呼应。


苏伊茨指着“驰龙科系统演化树”解释道:“它就像自然界的活体解剖模型。虽然恐爪龙自身没有飞行能力,但它展现的骨骼特征,正是兽脚类恐龙向鸟类演化的过渡形态特征。”这个发现让暴龙所属的兽脚类家族,正式成为鸟类起源研究的焦点。


奥斯特罗姆的研究犹如划破长夜的闪电,彻底改变了学界的认知。他提出的“恐龙温血假说”颠覆了传统教科书中的观点:

恐爪龙修长的四肢骨骼布满血管通道,这种高代谢特征与现代鸟类高度相似。

这一发现促使古生物学家开始用全新的视角审视恐龙,认为它们可能是敏捷、聪明的恒温动物,某些种类甚至可能身披羽毛。


远古丛林中的滑翔者


在1.25亿年前的我国热河生物群,一只乌鸦大小的小盗龙正在树冠间游荡。当它舒展身体时,从四肢延伸出的4片漆黑羽翼在阳光下泛起彩虹般的光泽。突然,树木的倒塌声惊动了这个远古滑翔者,只见它张开前后肢的羽翼,像一只灵巧的纸鸢,轻盈地掠过古老的丛林。


布鲁斯博物馆古鸟类学家丹尼尔·克谢普卡博士手持一个化石模型解释道:“1996年中华龙鸟的发现颠覆了当时的认知,这个身披绒毛的小型兽脚类恐龙,证明了羽毛的起源远早于飞行的需求。”


身形神似鸡的恐龙——小盗龙的发现有助于证实鸟类是由小型有着羽毛的恐龙进化而来的


在辽宁的沉积岩层中,古生物学家陆续发现了从简单丝状羽到复杂飞羽的完整化石。这些保存完好的“时间胶囊”揭示:羽毛最初可能被用于保温或求偶仪式。


当2003年小盗龙化石面世时,古生物学家惊讶地发现其四肢都发育着发达的飞羽。克谢普卡博士风趣地解释道:

“我们戏称它后肢上的羽毛是‘恐龙牛仔裤’。这种独特的四翼结构或许能像飞机的双翼一样增强升力,但它更有可能是恐龙适应滑翔的阶段性产物。”

更关键的是,与之同期发现的近鸟龙(约1.6亿年前)和晓廷龙(约1.55亿年前)的化石也证明,在始祖鸟出现前至少1000万年,部分恐龙就已经演化出了类鸟特征。


苏伊茨团队利用CT扫描数据还原了关键证据:“小盗龙的叉骨构造、中空骨骼以及半月形腕骨,都与现代鸟类存在同源结构。这些集群特征表明飞行能力的演化是一个渐进的过程。”


为了量化分析飞行的演化,科学家开创性地建立了一个数学模型。他们测量了346种现代鸟类和35种恐龙的羽毛参数,发现主动飞行需要将飞羽数量严格控制在9~11根,且飞羽须具备一定程度的不对称度。2022年发表在《美国科学院院刊》上的研究显示,始祖鸟与小盗龙的羽毛参数符合主动飞行的要求,而曾被视作“第一鸟”的近鸟龙,其多达20根且对称的飞羽表明,它更像是演化过程中的一个“测试版本”。


“这就像通过发动机参数来区分滑翔机与喷气式飞机。”文章作者邹晶梅博士比喻道。她指出:“过去150年,我们都在做形态描述,现在终于能用大数据解析进化密码了。”该项研究不仅验证了部分兽脚类恐龙的飞行潜能,更揭示了自然选择如何在微观尺度上,通过精确调整羽毛的数量和形状这样的细节,来绘制飞行能力的蓝图。


沉睡万年的进化遗嘱


7000万年前中亚戈壁的一个暴雨之夜,一只身长约一米的加库勒斯爪龙正以一种独特姿势蜷缩在沙穴中。它将修长的后肢折叠于腹下,毛茸茸的尾巴环抱身躯,头颈则优雅地枕在右膝之上。这个与现代火烈鸟惊人相似的睡姿,被突如其来的流沙瞬间淹没,永远定格在了时光之中。


2016年,东京大学久保康太教授的研究团队在蒙古戈壁发掘出一具保存堪称完美的加库勒斯爪龙化石,相关研究刊登于2023年的《科学公共图书馆·综合》杂志上。


2010年,耶鲁大学的研究人员重构了赫氏近鸟龙的彩色羽毛。这种小型兽脚类恐龙可能有着灰色的身躯、黑白相间的翅膀


这个属于阿瓦拉慈龙科的奇特生物,拥有适合奔跑的长腿和退化成单爪的前肢。久保康太指出:

“它的睡姿与鸟类惊人相似,这种蜷缩式睡姿能有效减少体热流失。”


早在2004年,我国辽宁发现的寐龙化石就曾展现过类似的睡姿。但加库勒斯爪龙更完整地保存了羽毛的痕迹,为研究恐龙的体温调节机制提供了新证据。


对此,本森博士解释道:“这些凝固在时光里的行为密码,可以证实鸟类孵蛋、梳理羽毛等复杂行为都源自恐龙祖先。”早在1923年,人们就发现了类似的化石,并引发了所谓的“窃蛋龙冤案”——那些恐龙曾被误认为是偷蛋者。直到1993年,在蒙古出土了窃蛋龙巢穴化石后,人们才知道,这些恐龙其实是在用自己的羽毛覆盖卵群来进行孵化。


如今,全球共计有11000多种鸟类。在这些鸟类中,从飞越珠穆朗玛峰的斑头雁到在地面活动的几维鸟,从沙漠奔跑的鸵鸟到潜入深海捕鱼的帝企鹅,每个物种都延续着恐龙的进化奇迹。对此,中国科学院古脊椎所的周忠和院士感慨道:

“当我们仰望掠过头顶的麻雀时,实际上正在目睹白垩纪恐龙的直系后裔。这是地球生命史上最华丽的转身!”





文 | 张唯诚

来源 | 《科学24小时》2025年第11期


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