恐龙进化鸟类OR鸟类进化恐龙?
利用化石还原的始祖鸟图片
一个鸡胚的阴影透视,可看到它和化石中的恐龙拥有相同的指关节
□吴海敏
多年来,科学家一直在将未成年恐龙化石和鸟类的骨骼比较,发现两者有不少相似之处。越来越多的证据似乎在表明:鸟类极有可能是恐龙的子孙。然而发表在《美国科学院院刊》(PNAS)上的一项研究报告早前却提出,鸟类可能并非起源于陆生兽脚类肉食恐龙,恐龙的某些物种反倒是可能起源于鸟类。
俄亥俄大学的解剖学和古生物学教授Lawrence Witmer说:“科学家们喜欢使用累赘而且似乎学究气的‘非鸟类恐龙’等术语,实际上,在1.5亿万年前,很多种群都极为相似,他们看起来都可能像长了羽毛的恐龙与鸟的复合体。”
鸟类是恐龙后代?还是恐龙由鸟类进化而来呢?目前双方研究者谁也说服不了对方。
正方 鸟类是恐龙后代
哈佛大学的研究小组在《自然》杂志上发表文章说,各种各样的证据表明,在鸟类和恐龙身上目前已经发现22块只有它们才有的骨骼,这两个物种之间肯定存在着进化上的联系。“由于一些未知的原因,某些恐龙宝宝比一般的恐龙成熟得更快更早,而这种早熟的行为改变了它们自身的基因表达,使得它们的生理特点开始变得更加娇小。这些改变可能使恐龙进化成有更大脑容量和更强飞行能力的鸟类。”基于这个理论,他们认为鸟类可能是从恐龙进化而来,“我们观察一只鸟,可能跟观察一只几百万年前的幼年恐龙差不多”。
哈佛大学的进化学专家Arkhat Abzhanov注意到,在幼年恐龙和成年鸟类的头盖骨里,存在着明显的相似之处。他的团队使用CT扫描仪测试了现代鸟类、兽脚类恐龙(最接近鸟类的恐龙)和早期的恐龙物种。通过在头盖骨上制作标记,他们跟踪并得出这些头盖骨在进化中的变迁轨迹。“我们回溯到大概250万年前,发现在始祖鸟的谱系里,中间包括了鳄鱼和现代鸟类。我们原本的目的是观察这些头盖骨到底是怎么改变形状的,以此来弄清楚,在这些鸟类的进化中,到底发生了什么。”
他们发现,早期的恐龙经历了巨大的形态学变化。尤其是它们的鼻子越来越长,头骨越来越长且平坦。相比之下,少年时期的恐龙和成年后鸟类的头骨更加相似。科学家认为,鸟类进化改变的这种现象可被称为“幼态持续”。
然而,鸟类和兽脚亚目恐龙的脚趾却大不相同,这一度成为“鸟类是由恐龙进化而来的”这个符合进化论的推测中最大的疑案。直到一份对鸡胚胎的研究报告发表,指出鸟类的翅膀的趾中确实有类似于人类拇指、食指和中指的趾的分化。来自哥本哈根大学的脊椎的动物学家卡斯珀·吕克·汉森说:“这份论文非常重要,它给那些依旧认为鸟类并非是由恐龙进化而来的人们,进行了再次反击。”
来自耶鲁大学的进化发展生物学家格拉斯和古生物学家高提耶,对鸟类和恐龙进行分析后也指出:即使两者间趾的发展不相同,鸟类依旧可能由恐龙进化而来。因为他们有许多相同的骨骼特征,例如骨头都是中空的,都有羽毛和筑巢行为等。
日本仙台东北大学的发育生物学家田村浩二和他的同事们也就此发表了一篇论文在《科学》杂志上。他们是将3日龄雏鸡胚胎脚部和翅上的组织互相移植,并观察这些移植的细胞如何发育。他们还对更早期的胚胎细胞进行标记跟踪,以确定移植的细胞如何愈合。最终发现,发育成为翼部中指的细胞来自于“组织者”细胞群。如果这些细胞停止发育,将来则有可能会发育为无名指。相反,当它们迁移出了“组织者”细胞群的边界,随后达到某种高浓度的音猬因子(信号传导的配体,在调节脊椎动物器官发育中起关键作用)的位置,便可能发育成中指。这一研究与瓦格纳和高提耶所说的情况也相当吻合。
反方 恐龙起源于鸟类
研究者对2003年被发现的一块罕见化石标本“小盗龙”进行分析后,设计出一种三维模型,用来研究“小盗龙”可能的飞行潜质,结论显示:这种小型的、有羽毛的物种,应当是从树上下来的“滑翔者”。
美国俄勒冈州立大学动物学教授约翰·鲁本在《美国科学院院刊》上撰写了关于这项研究的评论文章。他认为,现在所拥有的证据不仅显示鸟类不是起源于恐龙,而且现在被认定是恐龙的一些物种,倒可能起源于鸟类。
事实上,在同一期的杂志上,还刊登了俄勒冈州立大学对鸟类和恐龙的形态学研究,以及这项最新发现的详细报告。种种数据都在确定一个假设———鸟类可能与恐龙拥有一个共同的远古祖先,但是它们却是沿着各自的轨迹单独演化,而且在几百万年的独立演化之后,鸟类也演化成了迅猛龙。鲁本综合了之前的许多研究后指出,俄勒冈州立大学的科学家已提出鸟类股骨和肌肉的位置,对它们拥有足够的肺活量以保证能够持续长距离飞行的能力至关重要,这是鸟类生物学的一个基本特征,兽脚类恐龙其实并没有这一特征。同样道理,从其他一些形态学特征来看,鸟类自恐龙演化的理论并不合理。
“迅猛龙看起来有点像恐龙,但与其它暴龙相比,它们与鸟类更相似。我们认为这些证据显示这些曾被认为是恐龙的动物,实际上应是从鸟类演化而来。”另一项来自美国弗罗里达州立大学的研究也提出了类似的质疑,并将报告发表在《形态学》杂志上。
研究者仔细考察了一块“小盗龙”的化石标本后,发现这块化石上的四肢全部都有羽毛,基于其结构的滑翔测试显示,它应当是从树上滑翔而下,而不是从地面起飞的。这个模式与鸟类是从地面成功飞起来的方式完全不一致,也很难说明陆生兽脚类恐龙为何要长出翅膀并从地面飞起来。“如果从另一方面来说,假设鸟类是从树上滑翔下来,然后在特定的时候拥有各种失去飞行能力的物种,最终成为陆生的、不能飞行的动物———迅猛龙,这个观点可能会让很多人烦躁不安,却更合理。”
同时还有一个最明显的证据:在鸟类从恐龙演化的研究中,化石的记录已表明恐龙同时期已经发现了鸟类。
比如第一种被确认始于恐龙时期的大型鸟是卡岗杜亚鸟,它生活在约7000万年前的法国南部地区。后来又有研究发现,在8300万年前的现今为哈萨克斯坦的地区,还生活着一种巨大的史前鸟类,《英国皇家学会生物学快报》曾对这种鸟进行了描述,它被称为Samrukia nessovi,外形可能颇似一只非常大的鸵鸟。朴茨茅斯大学的研究团队分析了Samrukia化石之后,发现Samrukia所处的生态系统中还包括了剑龙、鸭嘴龙、霸王龙和其它捕食性恐龙,另一种被称为Bostobynskaya Formation的较小的鸟类也在此地区被发现。
吴海敏
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