俞之凡
恐龙曾经主宰地球,成为有史以来最为庞大的陆生动物。然而,6500万年前,恐龙称霸地球的时代突然结束。一个重大事件的发生,彻底改变了我们这个星球的面貌。有证据表明,一颗巨大的小行星曾撞向地球,留下了近200千米宽的陨石坑。猛烈的撞击导致大量灰尘和碎片抛上天空,弥漫在大气中,使地球被黑夜笼罩长达数月,并引发了其他灾难性事件,如超级酸雨、全球风暴和超级海啸,这场突变导致了生活在6500万年前的恐龙几乎全体灭绝,但兽脚类恐龙却存活了下来。
有关恐龙化石的证据表明,恐龙的后代仍然活在我们中间,只是以另一种形态存在罢了,它们就是现代鸟类。始祖鸟化石的发现是有史以来最重要的化石发现之一,在此之前,活体动物和它们的祖先之间的中间形态一直未被发现,始祖鸟是首次发现的最好的过渡化石,很快被认定是恐龙和鸟类进化之间的联系纽带。始祖鸟是一种生活在大约1.47亿年前,似半恐龙半鸟类的动物,它同时具有现代鸟类与兽脚类恐龙的特征。
始祖鸟化石
近年来发现的大量新化石,有些看起来更像是有羽毛的恐龙,而不是能在天空中飞翔的生物。另一些看起来则更像鸟类,但具有一些奇怪的特征,例如长有4个翅膀的小盗龙。这些都是恐龙与现代鸟类之间联系的证据。
这些化石使研究恐龙的专家们坚信恐龙根本就没有完全灭绝,在大型恐龙灭绝之后,取而代之的是一批体积小且行动敏捷的两足恐龙,它们最终进化成鸟类。但是,陆地生活的恐龙是如何飞上天空的,又是如何变成今天的鸟类的呢?始祖鸟:半是恐龙半是鸟
1861年,一位名叫克里斯蒂安·冯迈耶的古生物学家写了一篇文章,叙述了他在德国索恩霍夫附近一个石灰岩采石场发现了一根化石羽毛。这根羽毛被认为是两个动物群体之间“缺失的一环”,就像查尔斯·罗伯特·达尔文在1859年预言的那样。
不久之后,一具几乎完整的动物化石也被发现,它就是有史以来最重要的化石发现之一——始祖鸟的化石。初看时,它同之前发现的兽脚类恐龙化石并没什么两样,但接下来竟在它的身体上发现了羽毛的痕迹,它就是之前一直未能发现的活体动物与它们祖先之间的中间形态。始祖鸟的发现支持了达尔文提出的进化论,很快科学家就宣布:始祖鸟是恐龙和鸟类之间的进化联系。
始祖鸟一直被认为是最原始的,也是最古老的鸟类。然而,它却是种种奇特特征的混合体:它有恐龙的牙齿、腿、爪子和尾巴,又有鸟类的翅膀和羽毛。与现代鸟类相比,它的生长速度非常缓慢。一项骨骼生长模式研究表明,始祖鸟需要2.5年的时间才能长大为成鸟,缓慢的生长速度意味着其新陈代谢的速度也很缓慢。
那么,始祖鸟是像鸟更多一些,还是像恐龙更多一些呢?“始祖鸟更像恐龙。”佛罗里达州立大学的格雷格·埃里克森说道。他认为,始祖鸟可以被认为是一种有羽毛能飞的恐龙。但这并不能说它的飞行技能已经有了很大的提高。最近一项对其羽毛强度的研究表明,始祖鸟可能根本就没有能力扇动翅膀飞行。英国曼彻斯特大学的罗伯特·努德斯认为,始祖鸟的飞行能力可能仅相当于一架滑翔机。它们的翅膀还不够强壮,无法承受飞行过程中产生的阻力。
从恐龙到鸟类:羽毛和其他特征的进化目前,研究者仍不清楚最早的羽毛出现于何时,但相关证据表明,原始羽毛先于恐龙出现,最早出现在2.45亿年前恐龙的祖先——祖龙(也叫古蜥,一种古爬行动物)身上。所有证据都表明,羽毛在陆地生物飞上天空之前就出现了,
我们无法确定羽毛为什么会出现,但据认为羽毛是从兽脚类恐龙身上与爬行动物相类似的皮肤鳞片进化而来的。最早的羽毛可能是为了展示和炫耀而进化的,一些明显没有飞行能力的恐龙身上也发现了羽毛就证实了这一观点。羽毛的出现可能有以下3种原因:一是羽毛可以起到保持身体体温的作用;二是可以为恐龙蛋和恐龙幼崽提供庇荫和保护;三是羽毛还有着装饰和炫耀的作用,就像现代雄性孔雀开屏骄傲地展示自己的五彩尾羽一样。如一种名叫耀龙的恐龙长有4条长长的像缎带一样的尾羽,这是动物装饰性羽毛的典型。
在恐龙飞上天空之前,还出现了其他一些进化特征。例如,为帮助食草恐龙更好地咀嚼食物,适应新的进食方式,渐渐进化出无齿的鸟喙,这为它们在减轻自身体重的同时,也能减轻对脑部的压力。为了适应自然环境,一些恐龙的骨架也开始变得越来越小,越来越轻,身体重心前移、尾巴变短等。现代鸟类:活着的恐龙
鸟类是恐龙留下的珍贵遗产,现在地球上大约有1万种鸟类,是地球上进化最成功、最特别的动物种群之一。从体型巨大但不会飞的鸵鸟到小不点的蜂鸟,它们都有一个共同的祖先——兽脚类恐龙。
据认为,从兽脚类肉食恐龙祖先进化而来的鸟类是从侏罗纪晚期开始出现的,时间大约在2亿至1.45亿年前。6500万年前的灾难性事件导致恐龙灭绝,也导致原始鸟类数量急剧下降,早期鸟类中只有少数在这次大灭绝事件中幸存了下来。虽然我们不知道是什么拯救了它们,但正是这些幸存的早期鸟类进化出了我们今天所看到的现代鸟类。
我们的世界是一个充满各种鸟类的世界,从热带的犀鸟到南极的企鹅,在地球历史上很长的一段时间里,它们都是进化最为成功的陆地生物之一。
始祖鸟仍然是进化的代表,每年都有关于它的新见解和报道。现在已经发现了好几十种像鸟类的恐龙和像恐龙的鸟类,它们有助于我们更好地去讲述从恐龙到鸟类的进化故事和鸟类起源的完整故事。
几乎在始祖鸟被发现的同时,科学家们就注意到它与恐龙在解剖学上存在惊人的相似之处。然而,直到现在人们才确信无疑:鸟类就是恐龙,它们是恐龙进化而来的。
如果有观鸟者去到1亿年前至6500万年前的白垩纪晚期,一定会发现翱翔在天空中的生物真是数不胜数。通过观察会发现它们的外观也是千奇百态的:它们中有长着各种牙齿的鸟,也有没有牙齿的鸟;有长尾巴的鸟,也有短尾巴的鸟;有大爪子的鸟,也有没有爪子的鸟……
在这个令人眼花缭乱的鸟类天堂中,还有一些现代鸟类(新鸟),它们的骨架很轻,翅膀柔软,没有牙齿,尾巴也很短。对现代鸟类线粒体DNA的“分子钟”进行分析表明,它们起源于大约1亿年前。然而,從那时起到白垩纪末期现存的可靠的化石证据几乎没有,唯一能证实白垩纪新鸟存在的是一种像鸭子的维加鸟化石,它是在南极洲6800万年前至6600万年前的岩石中被发现的。
一颗小行星撞击地球并杀死了恐龙和它们的大部分近亲,但是白垩纪晚期的许多鸟类和半鸟半恐龙的生物中,为什么只有现代鸟类幸存了下来?这是生命史上令人困惑的问题之一。
据推测,其中一个可能的原因是,鸟类在进化过程中体型逐渐变小,这对于生存有着诸多好处。它们可以繁衍更多的后代,获得更短的繁殖周期和更快的世代更替,这些优势对于恶劣环境下的生存是极为重要的,对于它们能够从地球遭受毁灭性破坏后迅速恢复元气也是有一定帮助的。研究者对5500万年前的鸟类头骨进行扫描后表明,就像所有生存于现今的鸟类一样,它们的大脑组织非常密集,这种结构使得鸟类在不增加额外重量的情况下变得更聪明。要知道,聪明的鸟儿才能拥有更多的机会在艰难环境中生存下来。
另一个可能的原因是温血,能够调节体温就意味着可以在更广阔的环境中生存。然而,这并不是根本原因,毕竟许多古老的鸟类、恐龙和会飞行的爬行动物都有类似的属性,但它们都在来自天外的一场灾难中消失了。