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是“羽毛”还是“印痕”

1999-06-01 来源:光明日报 王海洋 我有话说

“中华龙鸟”的发现曾引起了世界各国古生物学家的广泛兴趣,同时也导致了激烈的争论。由于“中华龙鸟”的毛状构造较为短小,且多局限于背部,致使很多学者怀疑其“毛状构造”并非为皮肤衍生物,可能只是一种皮下组织的印痕。

就在众多说法令人不知所措的时候,中科院古脊椎动物与古人类研究所的科学家徐星、唐治路和汪筱林在辽宁北票市挖掘出了定名为“意外北票龙”的化石材料。在这化石上,也发现了类似“中华龙鸟”的毛状构造,尤其在四肢较为明显,并在其小前臂的化石碎片上,发现了长约5~7厘米、呈鸟类羽毛分叉的绒羽状构造。通过深入研究,徐星博士等认为,这种绒羽状构造属于皮肤衍生物,而非皮下组织的印痕。也就是说,这种绒羽状构造所呈现的鸟类羽毛特征表示,它与鸟类的羽毛同源,是向鸟类羽毛演化的一个初级阶段。

这几位科学家日前在英国《自然》杂志上宣布了他们在兽脚类恐龙的形态演化和系统发育研究方面取得的重大进展。这项研究成果已经引起世界各国古生物学家的巨大兴趣和高度评价。

根据发现于我国著名的中生代化石产地——辽宁省北票市四合屯地区的一种新的兽脚类恐龙化石材料,这几位科学家解决了兽脚类恐龙研究中几个最有争议性的问题。这种新的兽脚类恐龙长有绒羽状的皮肤衍生物,鉴于它独特的形态,徐星博士等把这种新的兽脚类恐龙命名为“意外北票龙”。

此次“意外北票龙”发现的重要意义在于,它为鸟类羽毛起源和早期演化的研究提供了重要信息,也使我国成为了古鸟类学研究的一个热点地区。众所周知,始祖鸟作为世界公认的鸟类始祖,具有极其重要的科研价值。在过去的上百年内,鸟类起源和早期进化的研究主要是围绕始祖鸟展开的。本世纪90年代开始,在我国辽西地区发现了越来越多的中生代鸟类化石,包括著名的孔子鸟化石。1996年,在该地区的早白垩世地层中发现了震惊世界的长“毛”的恐龙——“中华龙鸟”,为鸟类起源于兽脚类恐龙这一假说提供了证据。

到现在为止,在辽西地区已发现包括“中华龙鸟”在内的5种“带毛恐龙”。从形态学和系统学角度来看,新发现的“意外北票龙”比“中华龙鸟”更为接近鸟类,其发育的“绒羽状构造”与鸟类羽毛也更为相似,其绒羽的分叉状态可以说与鸟类的羽毛几乎一样。研究表明,“意外北票龙”是较之“中华龙鸟”更为进步的兽脚类恐龙。科学家们认为,如果鸟类的恐龙起源说是正确的,某些小型兽脚类恐龙应该长有类似鸟类羽毛的构造,在从小型兽脚类恐龙进化到鸟类的过程中,羽毛的演化很可能是从这种简单的“绒羽状”构造开始的。徐星博士等认为,“绒羽状”构造在兽脚类恐龙里可能分布很广,在已知的化石记录中,没有发现其他地区的兽脚类恐龙上有类似构造的原因可以归于其沉积环境不利于这种构造的保存,而我国辽西地区义县组恰恰具备这种得天独厚的条件。

此外,“意外北票龙”的发现不仅为鸟类兽脚类恐龙起源的假说和鸟类羽毛起源作出了重要贡献,同时也为世界各国恐龙专家们对于镰刀龙类兽脚类恐龙的归属问题提供了新的证据。

镰刀龙类是一类形态非常奇特的恐龙,介乎与肉食恐龙与草食恐龙之间,世界各国的恐龙专家们对这种恐龙的归属意见分歧很大。通过深入研究“意外北票龙”的形态学,徐星博士等认为,“意外北票龙”代表一类原始的、以植物为食的镰刀龙类兽脚类恐龙,并在世界上首次提出了镰刀龙类的分支系统图,为解决一直存在巨大争议的镰刀龙类分类位置问题提供了新的证据。他们认为,镰刀龙类是比“中华龙鸟”所属的美颌龙科更为进步的一类兽脚类恐龙,其一系列奇特的形态学特征是趋同演化的结果。比如,中生代的鱼龙及现代的鲸鱼与鱼类的外形上非常近似,但实际上它们之间的主要形态特征却迥然不同,亲缘关系也很远,它们之间的相似即趋同演化的结果。

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