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2007年1月18日:發現億年鳥類胚胎

央視國際 www.cctv.com  2007年01月18日 14:00 來源:CCTV.com

  初夏時節,中國東北的遼西地區也已是滿目生機,中科院古脊椎動物與古人類研究所的科學家周忠和與他的同事汪筱林正在這一代進行野外考察。看上去,這裡與中國東北任何普通的鄉村沒有什麼區別,然而就在這裡的地層中,卻埋藏著數量驚人的史前生物。1億兩千多萬年前,這裡是著名的中生代熱河生物群分佈的核心地帶。自上世紀90年代末的短短四五年裏,這裡陸續發現了恐龍,古鳥類,古魚類等許多重要的中生代化石。因此,遼西也成為世界古生物學家關注的焦點地區。

  這天傍晚,就在周忠和與汪筱林結束一天的考察返回住地的路途中,一位當地的老鄉説他家裏有一塊奇怪的化石,想請他們去看看。當晚,他來到了老鄉家。令他們感到驚奇的是,化石上面似乎是一個包裹在蛋殼裏的小生命。

  周忠和:所以剛剛發現化石的時候就感到非常興奮 在化石裏面能夠找到一個胚胎或者説是動物的一個蛋 本身是非常困難的 而在遼西這樣一種湖相的地質沉積裏 頁巖裏發現的胚胎就更難 所以當時很吃驚

  這塊化石很快被拿回到研究所,經過精細的修理,再次肯定了當初的推斷:這是一枚包裹在蛋殼裏的胚胎。顯而易見,從身體蜷曲的程度來看,不可能是已經孵化出的幼年個體。不僅如此,令人感到萬分驚喜的是:胚胎上明顯的骨骼和羽毛特徵確鑿無誤地表明:包裹在蛋殼裏的小生命是一隻鳥。

  周忠和:我們發現了數百件鳥的骨骼,羽毛化石也發現很多,大大小小都有。但是這樣有蛋的輪廓,有完整的骨骼,還有一些羽毛的,這樣的一種胚胎,在那麼小的石板上發現,確實看到以後非常興奮。


  而此刻,周忠和手中的化石,不僅是迄今發現的世界上最完整的鳥類胚胎化石,而且是已知最早的鳥類胚胎化石!按捺住激動的心情,古生物學家們立刻投入了更加細緻深入的研究。

  在今天的鳥類胚胎中,存在著兩種截然不同的胚胎發育的類型。這些小傢伙出殼時已經全身披毛,它們能夠很快就能跟著父母親下水覓食,並且很快就可以自立和謀生了,它們是早成鳥。我們所熟知的雞,鴨,以及天鵝,鶴類等一些水鳥屬於這種早成鳥。相對而言,這些光禿禿的小怪物就是晚成鳥,它們盲目,虛弱,在出生之後的很長時間裏都離不開父母親無微不至的照顧與關愛。所有雀性目的鳥類都屬於晚成鳥。那麼,在鳥類的演化過程中究竟是哪一種類型先出現的呢?這塊來自一億多年前的鳥類胚胎化石,無疑能夠為古生物學家們提供重要的線索和證據。

  包裹在蛋殼中的胚胎,不僅骨骼完整,甚至羽毛也已經有了良好的發育,顯而易見,這個胚胎代表的這種鳥類是屬於早成性的。

  看上去似乎難以理解,但事實上,破殼而出便能很快自立的早成鳥是一種相對古老和原始的發育模式。而嗷嗷待哺的晚成鳥卻反而是鳥類在後天獲得的一種更為進步的胚胎發育模式。

  一億兩千多萬年前的地球,是一個恐龍主宰陸地,而翼龍稱霸天空的時代,那時的鳥類還遠未取得統治天空的優勢,飛行能力也比較原始落後,因此,無論陸地還是天空,無時不刻都有強敵和危險存在。

  周忠和:當時早成性能更容易很快的適應這種環境,有點象窮人的孩子早當家的感覺,因為他早熟的快,所以比較惡劣的環境,它能夠迅速地適應下來。

  因此,出生後的很快自立,對於增加存活率是至關重要的。事實上,與鳥類親源關係很近的獸腳類恐龍,比如竊蛋龍和傷齒龍的胚胎也都屬於早成性,因此,這種胚胎發育模式的確是一種非常原始的類型。而那些今天還保存了早成性胚胎發育模式的鳥類,大部分都是飛行能力相對不太強的平胸類的鳥類。然而,在鳥類演化的後期所出現的晚成性的鳥類究竟有什麼優勢呢?


  周忠和:晚成性的胚胎類型具有這樣一種優勢,孵化出來以後,它需要親鳥很長時間的一種照料,這種照料的結果能讓它更好地應對以後的生活。

  雀形目是鳥類中最高等、適應能力最強的的一個目,也是最大的一目,而它們的雛鳥均為晚成性。因此,儘管要付出艱辛而又漫長的養育,卻最終能夠獲得更強的生存能力。

  蛋殼裏的小生命,身體蜷曲,大大的腦袋低垂著,骨骼已經發育完好,很快就要破殼而出了。

  衝破蛋殼的束縛,對於任何一隻鳥來説,都是一生中艱難而又至關重要的第一步。現代鳥類的胚胎,在上喙的末端有一種卵齒的構造,專門用於破殼,而在鳥類破殼後就逐漸退化消失了。

  化石上的古鳥胚胎,牙齒也已經長好,但並不是用來破殼的卵齒。一億多年前的古鳥,和現代鳥類一個很明顯的區別,就是它們中的大部分類群都有滿口銳利的牙齒,那麼,當時的鳥類胚胎究竟靠什麼來衝破堅硬的蛋殼目前還不得而知,或許,它們可能依賴銳利的腳爪來完成類似破殼的功能。

  然而,化石上的這個小生命卻並沒有迎來破殼而出的那一刻,就在即將結束蛋中歲月的時候,一場突如其來的災難結束了還未真正展開的生命旅程,將它送向了死亡的深淵。

責編:肖闊

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