俞之凡
恐龍?jiān)?jīng)主宰地球,成為有史以來最為龐大的陸生動(dòng)物。然而,6500萬年前,恐龍稱霸地球的時(shí)代突然結(jié)束。一個(gè)重大事件的發(fā)生,徹底改變了我們這個(gè)星球的面貌。有證據(jù)表明,一顆巨大的小行星曾撞向地球,留下了近200千米寬的隕石坑。猛烈的撞擊導(dǎo)致大量灰塵和碎片拋上天空,彌漫在大氣中,使地球被黑夜籠罩長達(dá)數(shù)月,并引發(fā)了其他災(zāi)難性事件,如超級酸雨、全球風(fēng)暴和超級海嘯,這場突變導(dǎo)致了生活在6500萬年前的恐龍幾乎全體滅絕,但獸腳類恐龍卻存活了下來。
有關(guān)恐龍化石的證據(jù)表明,恐龍的后代仍然活在我們中間,只是以另一種形態(tài)存在罷了,它們就是現(xiàn)代鳥類。始祖鳥化石的發(fā)現(xiàn)是有史以來最重要的化石發(fā)現(xiàn)之一,在此之前,活體動(dòng)物和它們的祖先之間的中間形態(tài)一直未被發(fā)現(xiàn),始祖鳥是首次發(fā)現(xiàn)的最好的過渡化石,很快被認(rèn)定是恐龍和鳥類進(jìn)化之間的聯(lián)系紐帶。始祖鳥是一種生活在大約1.47億年前,似半恐龍半鳥類的動(dòng)物,它同時(shí)具有現(xiàn)代鳥類與獸腳類恐龍的特征。
始祖鳥化石
近年來發(fā)現(xiàn)的大量新化石,有些看起來更像是有羽毛的恐龍,而不是能在天空中飛翔的生物。另一些看起來則更像鳥類,但具有一些奇怪的特征,例如長有4個(gè)翅膀的小盜龍。這些都是恐龍與現(xiàn)代鳥類之間聯(lián)系的證據(jù)。
這些化石使研究恐龍的專家們堅(jiān)信恐龍根本就沒有完全滅絕,在大型恐龍滅絕之后,取而代之的是一批體積小且行動(dòng)敏捷的兩足恐龍,它們最終進(jìn)化成鳥類。但是,陸地生活的恐龍是如何飛上天空的,又是如何變成今天的鳥類的呢?
1861年,一位名叫克里斯蒂安·馮邁耶的古生物學(xué)家寫了一篇文章,敘述了他在德國索恩霍夫附近一個(gè)石灰?guī)r采石場發(fā)現(xiàn)了一根化石羽毛。這根羽毛被認(rèn)為是兩個(gè)動(dòng)物群體之間“缺失的一環(huán)”,就像查爾斯·羅伯特·達(dá)爾文在1859年預(yù)言的那樣。
不久之后,一具幾乎完整的動(dòng)物化石也被發(fā)現(xiàn),它就是有史以來最重要的化石發(fā)現(xiàn)之一——始祖鳥的化石。初看時(shí),它同之前發(fā)現(xiàn)的獸腳類恐龍化石并沒什么兩樣,但接下來竟在它的身體上發(fā)現(xiàn)了羽毛的痕跡,它就是之前一直未能發(fā)現(xiàn)的活體動(dòng)物與它們祖先之間的中間形態(tài)。始祖鳥的發(fā)現(xiàn)支持了達(dá)爾文提出的進(jìn)化論,很快科學(xué)家就宣布:始祖鳥是恐龍和鳥類之間的進(jìn)化聯(lián)系。
始祖鳥一直被認(rèn)為是最原始的,也是最古老的鳥類。然而,它卻是種種奇特特征的混合體:它有恐龍的牙齒、腿、爪子和尾巴,又有鳥類的翅膀和羽毛。與現(xiàn)代鳥類相比,它的生長速度非常緩慢。一項(xiàng)骨骼生長模式研究表明,始祖鳥需要2.5年的時(shí)間才能長大為成鳥,緩慢的生長速度意味著其新陳代謝的速度也很緩慢。
那么,始祖鳥是像鳥更多一些,還是像恐龍更多一些呢?“始祖鳥更像恐龍?!狈鹆_里達(dá)州立大學(xué)的格雷格·埃里克森說道。他認(rèn)為,始祖鳥可以被認(rèn)為是一種有羽毛能飛的恐龍。但這并不能說它的飛行技能已經(jīng)有了很大的提高。最近一項(xiàng)對其羽毛強(qiáng)度的研究表明,始祖鳥可能根本就沒有能力扇動(dòng)翅膀飛行。英國曼徹斯特大學(xué)的羅伯特·努德斯認(rèn)為,始祖鳥的飛行能力可能僅相當(dāng)于一架滑翔機(jī)。它們的翅膀還不夠強(qiáng)壯,無法承受飛行過程中產(chǎn)生的阻力。
目前,研究者仍不清楚最早的羽毛出現(xiàn)于何時(shí),但相關(guān)證據(jù)表明,原始羽毛先于恐龍出現(xiàn),最早出現(xiàn)在2.45億年前恐龍的祖先——祖龍(也叫古蜥,一種古爬行動(dòng)物)身上。所有證據(jù)都表明,羽毛在陸地生物飛上天空之前就出現(xiàn)了,
我們無法確定羽毛為什么會(huì)出現(xiàn),但據(jù)認(rèn)為羽毛是從獸腳類恐龍身上與爬行動(dòng)物相類似的皮膚鱗片進(jìn)化而來的。最早的羽毛可能是為了展示和炫耀而進(jìn)化的,一些明顯沒有飛行能力的恐龍身上也發(fā)現(xiàn)了羽毛就證實(shí)了這一觀點(diǎn)。羽毛的出現(xiàn)可能有以下3種原因:一是羽毛可以起到保持身體體溫的作用;二是可以為恐龍蛋和恐龍幼崽提供庇蔭和保護(hù);三是羽毛還有著裝飾和炫耀的作用,就像現(xiàn)代雄性孔雀開屏驕傲地展示自己的五彩尾羽一樣。如一種名叫耀龍的恐龍長有4條長長的像緞帶一樣的尾羽,這是動(dòng)物裝飾性羽毛的典型。
在恐龍飛上天空之前,還出現(xiàn)了其他一些進(jìn)化特征。例如,為幫助食草恐龍更好地咀嚼食物,適應(yīng)新的進(jìn)食方式,漸漸進(jìn)化出無齒的鳥喙,這為它們在減輕自身體重的同時(shí),也能減輕對腦部的壓力。為了適應(yīng)自然環(huán)境,一些恐龍的骨架也開始變得越來越小,越來越輕,身體重心前移、尾巴變短等。
鳥類是恐龍留下的珍貴遺產(chǎn),現(xiàn)在地球上大約有1萬種鳥類,是地球上進(jìn)化最成功、最特別的動(dòng)物種群之一。從體型巨大但不會(huì)飛的鴕鳥到小不點(diǎn)的蜂鳥,它們都有一個(gè)共同的祖先——獸腳類恐龍。
據(jù)認(rèn)為,從獸腳類肉食恐龍祖先進(jìn)化而來的鳥類是從侏羅紀(jì)晚期開始出現(xiàn)的,時(shí)間大約在2億至1.45億年前。6500萬年前的災(zāi)難性事件導(dǎo)致恐龍滅絕,也導(dǎo)致原始鳥類數(shù)量急劇下降,早期鳥類中只有少數(shù)在這次大滅絕事件中幸存了下來。雖然我們不知道是什么拯救了它們,但正是這些幸存的早期鳥類進(jìn)化出了我們今天所看到的現(xiàn)代鳥類。
我們的世界是一個(gè)充滿各種鳥類的世界,從熱帶的犀鳥到南極的企鵝,在地球歷史上很長的一段時(shí)間里,它們都是進(jìn)化最為成功的陸地生物之一。
始祖鳥仍然是進(jìn)化的代表,每年都有關(guān)于它的新見解和報(bào)道?,F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了好幾十種像鳥類的恐龍和像恐龍的鳥類,它們有助于我們更好地去講述從恐龍到鳥類的進(jìn)化故事和鳥類起源的完整故事。
幾乎在始祖鳥被發(fā)現(xiàn)的同時(shí),科學(xué)家們就注意到它與恐龍?jiān)诮馄蕦W(xué)上存在驚人的相似之處。然而,直到現(xiàn)在人們才確信無疑:鳥類就是恐龍,它們是恐龍進(jìn)化而來的。
如果有觀鳥者去到1億年前至6500萬年前的白堊紀(jì)晚期,一定會(huì)發(fā)現(xiàn)翱翔在天空中的生物真是數(shù)不勝數(shù)。通過觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)它們的外觀也是千奇百態(tài)的:它們中有長著各種牙齒的鳥,也有沒有牙齒的鳥;有長尾巴的鳥,也有短尾巴的鳥;有大爪子的鳥,也有沒有爪子的鳥……
在這個(gè)令人眼花繚亂的鳥類天堂中,還有一些現(xiàn)代鳥類(新鳥),它們的骨架很輕,翅膀柔軟,沒有牙齒,尾巴也很短。對現(xiàn)代鳥類線粒體DNA的“分子鐘”進(jìn)行分析表明,它們起源于大約1億年前。然而,從那時(shí)起到白堊紀(jì)末期現(xiàn)存的可靠的化石證據(jù)幾乎沒有,唯一能證實(shí)白堊紀(jì)新鳥存在的是一種像鴨子的維加鳥化石,它是在南極洲6800萬年前至6600萬年前的巖石中被發(fā)現(xiàn)的。
一顆小行星撞擊地球并殺死了恐龍和它們的大部分近親,但是白堊紀(jì)晚期的許多鳥類和半鳥半恐龍的生物中,為什么只有現(xiàn)代鳥類幸存了下來?這是生命史上令人困惑的問題之一。
據(jù)推測,其中一個(gè)可能的原因是,鳥類在進(jìn)化過程中體型逐漸變小,這對于生存有著諸多好處。它們可以繁衍更多的后代,獲得更短的繁殖周期和更快的世代更替,這些優(yōu)勢對于惡劣環(huán)境下的生存是極為重要的,對于它們能夠從地球遭受毀滅性破壞后迅速恢復(fù)元?dú)庖彩怯幸欢◣椭?。研究者?500萬年前的鳥類頭骨進(jìn)行掃描后表明,就像所有生存于現(xiàn)今的鳥類一樣,它們的大腦組織非常密集,這種結(jié)構(gòu)使得鳥類在不增加額外重量的情況下變得更聰明。要知道,聰明的鳥兒才能擁有更多的機(jī)會(huì)在艱難環(huán)境中生存下來。
另一個(gè)可能的原因是溫血,能夠調(diào)節(jié)體溫就意味著可以在更廣闊的環(huán)境中生存。然而,這并不是根本原因,畢竟許多古老的鳥類、恐龍和會(huì)飛行的爬行動(dòng)物都有類似的屬性,但它們都在來自天外的一場災(zāi)難中消失了。