本报北京4月28日电(记者齐芳)我国科学家在世界上首次揭示了早期羽毛的发育现象,这一成果发表在4月29日出版的《自然》杂志
现代羽毛,无论属于何种鸟类,伴随着个体的成长,发育过程总是一致的。然而在羽毛出现之初,其发育过程是否与现代羽毛一致?目前学术界的主流观点倾向认为,两者应该是一致的。但中科院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员、山东天宇自然博物馆郑晓庭馆长和地科院地质研究所尤海鲁研究员共同研究发现,羽毛在演化早期阶段发育更具灵活性,发育机制更加多样。
徐星解释说,过去人们只在成年恐龙或鸟类化石上发现过羽毛,这些羽毛和现代羽毛非常相似。因此人们推测,早期羽毛的发育过程或许与现代羽毛的发育过程一直,基于现代羽毛发育资料建立的羽毛演化模型,也就成为目前学术界的主流模型。
这次,我国科学家首次在两件幼年似尾羽龙的化石标本上发现了保存得非常精美的羽毛印痕。徐星说,这两件幼年似尾羽龙标本属于不同的成长阶段,小一些的是幼年阶段的早期,大约相当于人类幼儿的1、2岁;大一些的则属于幼年阶段的晚期,大约相当于人类幼儿的3、4岁。
这两件标本上的羽毛明显不同:小个体标本上的飞羽和尾羽都属于一种近端带状正羽,只有初级飞羽,尾羽明显大于飞羽;大个体标本上的飞羽和尾羽都呈现典型的正羽形态,飞羽除了初级飞羽,还有次级飞羽,尾羽和飞羽大小差别也不明显。
“若没有相关知识,很难解释得通俗。简单地说,随着个体的成长,其羽毛也在发生变化。这两件标本的羽毛变化,有些与现代羽毛发育过程一致,有些却是无法用现代羽毛的发育机理来解释的。”徐星举例说:“比如小个体上的近端带状正羽就是现代羽毛发育过程中所不具备的。”
现代飞羽由羽轴和羽片组成,以我们常见的鹅毛为例,中间一根粗壮的羽轴,羽轴两侧分布着由一根根细小的羽枝组成的羽片。无论幼年个体还是成年个体,飞羽的形态总是这样的。然而,在似尾羽龙小个体上发现的羽毛印痕,其远端与现代羽毛一致,靠近身体的近端却没有羽片和羽轴的分化,是类似于鳞片样的平平的板状。
“我们过去还在更古老的恐龙标本上发现过一种加长的宽丝状羽,这一形态也是现代羽毛不具备的。”徐星说,经过持续的研究,他们倾向于认为,早期羽毛的发育过程与现代羽毛的发育过程不完全相同,“在羽毛的进化过程中,其发育过程可能并不像现在这样单一,而是‘尝试’过多种情况,出现过很多‘试验性羽毛’。”徐星说,或许是因为物竞天择,羽毛在早期演化阶段产生的一些形态没有延续到现代鸟类,这些形态和控制这些形态形成的发育机制都在羽毛演化过程中消失了。
羽毛的演化一直是生物进化领域的一个难点,近年来,我国科学家在中生代晚期形成的地层中发现了带羽毛的恐龙化石,为羽毛起源与早期演化的研究提供了大量信息,相关成果引起了国际学界的广泛关注。该研究成果是这一研究小组针对收藏于山东天宇自然博物馆中大量极其重要的带羽毛恐龙化石标本的系列成果之一。研究者表示将会继续这一方向的研究,结合古生物学和现代发育学资料,进一步推动羽毛起源和早期演化的研究。
 |
