《未亡的恐龍》第五集《振翅高飛》(探索?發現2005-80)
央視國際 (2005年04月25日 15:44)
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古脊椎所的年青學者們在觀察化石 |
一九九九年十一月,美國《國家地理》長篇報道了,來自中國的一種似鳥非鳥、似龍非龍的動物化石,“遼寧古盜鳥”。
後來,非常巧合的是,中國學者在遼西發現了一件標本。而這件標本的尾巴,恰好就是“遼寧古盜鳥”標本拼接上去的尾巴正模。這塊化石證實了“古盜鳥”標本是人工拼湊出來的,是在一個古鳥的身體上拼接了另一個動物的長尾巴。
那麼,驗證“遼寧古盜鳥”是贗品的這塊動物標本,它又是什麼動物呢?它的突然出現,又意味著什麼呢?
二零零一年的元旦,對中國科學院古脊椎所的徐星博士和他的同事們來説是愉快的。因為,他們剛剛在英國《自然》雜誌上,發表了一隻世界上最小的恐龍??趙氏小盜龍。
正是這個化石標本的長尾巴,使九九年轟動一時的“遼寧古盜鳥”原形畢露。
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顧氏小盜龍是以中國科學家顧知微院士名字命名的 |
它是一件不完整的標本,不過,還是能夠大致看出這個動物的輪廓。這是一個大約三十多厘米長的動物,滿嘴長著牙齒,身體短小,爪子細而彎曲,尾巴很長。在它的身體四週,有一圈黑色的印痕,好像是保存不很清楚的羽毛,它看上去是一個很奇特的動物。
如果不仔細觀察,即便是鳥類專家也會把它,誤當成一塊早期的鳥類化石標本。當鳥類恐龍起源説的反對者,古鳥類專家侯連海教授,第一次看見這塊標本時,也曾大吃一驚。
這件被命名為“趙氏小盜龍”的骨骼形態,確實表明它是一種小型獸腳類恐龍。具體地説,它是一種新的馳龍類,它的出現,對鳥類起源恐龍假説是一個非常有力的支持。
因為,在九九年以前,發現的所有小型獸腳類恐龍個體都比始祖鳥大。所以,反對者常以大型動物難於進化成小的動物為由,來駁斥恐龍假説。
從解剖學和形態學角度進行研究後,徐星博士和同事們驚奇地發現,這個世界上已知最小的小盜龍,不僅和其他小型獸腳類恐龍一樣善於奔跑。而且,它還有發達的“手”和適於攀援的腳,具備了爬樹的本領。也就是説,它可能具有了在樹上生活的樹棲特性。
如果發現的小盜龍真的具有樹棲特性,這意味什麼呢?小盜龍的身體比始祖鳥還要小,打破了恐龍演化的一個臨界態,這不僅僅意味著一個新紀錄的誕生。更重要的是,意味著恐龍在向鳥類的演化過程中,已經到達了一個重要階段。
在這個階段中,小盜龍的出現表明,並不是所有的恐龍都生活在地面上,有些恐龍在向鳥類演化的過程中,可能轉移到樹上生活,它們的飛行能力逐漸産生了。
人類從古代就開始夢想,能夠像鳥類一樣飛上藍天,自由地翱翔。科技發展到今天,人類已經借助各種飛行器械,實現了這一追求。然而,每當看見鳥類展翅藍天自由翱翔時,人們依然為它們,有如此高超和優美的飛行感到驚嘆。
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會爬樹的趙氏小盜龍 |
鳥類以流線型的體型和長著羽毛的翅膀,區別於其他脊椎動物,它們的成功主要在於,佔據了一個廣闊的生存空間,避開了與其他脊椎動物激烈的生存競爭。
實際上,在脊椎動物的演化歷史過程中,以藍天為家的脊椎動物不止鳥類。早在六千五百萬年前,恐龍的近親翼龍是最早具備有飛行的“翅膀”,只不過這種翅膀上,沒有真正的羽毛。它們不能做長距離飛行,還不是空中的征服者,在沒有成為真正的飛行家之前,它們就從地球上消失了。
但是,鳥類如何具有了這種非凡的能力,這是一個十分令人困惑不解的問題。通過對現生鳥類的飛行研究,科學家們已經基本上掌握了,鳥類飛行的力學機制和生理機制。
為了適應飛行,鳥類在生理和形態上産生了一系列特殊變化,比如鳥類的新陳代謝率很高,鳥類的骨骼中空、非常輕巧,鳥類發育有羽毛等等。雖然,專家學者能夠通過對現生鳥類的研究了解鳥類是如何飛行的。但是,他們卻無法知道鳥類飛行是如何開始的。
這件趙氏小盜龍化石標本的出現,可以説是,已知恐龍當中最接近鳥類的屬種。它一些特徵和樹棲的鳥類比較相似,它能提供以前沒有發現過的一些重要信息嗎?
其實,這塊標本也同樣遇到了始祖鳥的問題:骨骼形態提供的信息是相互矛盾的,它的一些特徵指示有樹棲的習性,但另外一些特徵又類似地棲動物。
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鳥類的“地棲起源説” |
雖然,化石標本上的這些骨骼形態,所提供的信息是相互矛盾的。但是,徐星博士和同事們卻在這些相互矛盾的信息背後,似乎發現了一個隱藏著的秘密。
他們感覺從理論上推測,小盜龍極有可能長有翅膀。但是,這畢竟是推測,沒有直接的化石證據。長有翅膀的恐龍真的存在嗎?
在隨後的兩年中,徐星博士和同事,多次在遼西不同的化石點發掘、收集有關標本。同時,開始進行更加深入的研究分析。出乎意料的是,發現的新標本揭示了一個恐龍演化過程中完全未知的階段,證實了他們以前對趙氏小盜龍所做的有關推測。
“源自中國的四翼恐龍”,這一驚人的研究成果被刊在,二零零三年一月出版的英國《自然》雜誌的封面上。這個“顧氏小盜龍”是以中國著名古生物學家顧知微院士名字命名的。
“顧氏小盜龍”化石標本,全長大約七十七厘米,它的爪子尖銳而彎曲、尾巴比身體還長。除了前肢較短外,它的前肢結構和胸骨發育得很好,更加接近現代鳥類。這種集四個翅膀為一身的形態,在其他脊椎動物中至今還沒有發現過。
“顧氏小盜龍”的發現,不僅使人們進一步領會了“鳥類是恐龍進化而來的”科學論斷。而且,最重要的在於,這種“四翼恐龍”的發現,對鳥類飛行起源提供了關鍵性的證據。
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鳥類飛行存在著許多秘密 |
因為,在這種恐龍身上發現了羽片不對稱的飛羽,這種結構一般被認為和飛行是相關的,它們的羽毛形態和分佈與鳥類的翅膀驚人地相似。它們生活在樹上,可能借助四個翅膀進行滑翔。
現在,科學家們通過對世界各地化石的研究認為,鳥類是從恐龍演化來的這一觀點學説,在學術界幾乎已成為共識。但是,恐龍是如何脫離地面,演化成藍天中的精靈鳥類?演化的具體環節又是什麼呢?這些問題卻一直是個謎。
對於鳥類飛行起源這個謎,一百多年來學術界一直存在著兩大推斷:“樹棲起源説”和“地棲起源説”。
如果,仔細的觀察現生脊椎動物,我們就不難發現,具有飛行或者滑翔能力的動物,大多生活在樹上,甚至包括蝙蝠在內的脊椎動物,都是在樹棲生活過程中學會飛行的。以此類推,鳥類的飛行也應該是這樣産生的,這就是鳥類飛行“樹棲起源説”。簡單地説,就是鳥類的祖先最早生活在樹上,經常利用羽毛,借助重力向下滑翔,如此日復一日,就形成了強大的主動飛行能力。
通過仔細研究“顧氏小盜龍”等帶羽毛恐龍的化石標本。徐星博士認為,“顧氏小盜龍”的發現為“樹棲起源滑翔説”提供了最直接的化石證據。
在很長的一段時間裏,鳥類飛行的樹棲滑翔起源説,一直沒有得到很好的化石證據的支持。一個很重要的原因就是,已知的恐龍都是典型生活在地面上的動物。如果,鳥類是從恐龍演化而來的話,自然而然鳥類的飛行,也是在這種恐龍在地面生活當中演化而來的。因此,長期以來,“地棲奔跑起源説”一直佔據著主流的地位,得到了大多數古生物學家的支持。
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四翼恐龍化石及復原圖 |
“地棲起源説”,也稱為“奔跑起源説”,這一假説認為,鳥類的祖先是兩足行走的小型獸腳類恐龍。它在奔跑當中,前肢逐漸解放出來,演化出拍打能力,起到加速的作用。從而獲得起飛速度,飛離地面,衝向藍天。翅膀就是在這一過程中,由前肢演變而來的。
“樹棲起源説”和“地棲起源説”,這兩種假説從産生的那天起,就一直爭論不休。雙方支持者都在不停地尋找切實的化石證據,來證明自己學説的正確性。
但是,最原始、最真實的一幕畢竟都發生在億萬年前,人們無法回到過去親眼目睹這一切,也就無法真實再現億萬年前,第一隻鳥飛向藍天的那一刻。因此,對於鳥類飛行起源的研究也註定充滿了爭論。
爭論歸爭論,但專家學者們卻一致認為,尋找鳥類的真正祖先,中國的遼西地區,也許是世界上最有希望的地區……
遼西地區,這塊並不富裕的土地,卻給全球古生物界帶來了意想不到的驚喜和繁榮。從一九九六年長有羽毛的“中華龍鳥”到二零零三年長有翅膀的“四翼恐龍”,這一系列珍貴化石的發現。不僅,向人們展示了億萬年前生命演化的真實圖景,而且,還對傳統形成的有關生物演化思想的碰撞,産生了前所未有的衝擊力。
在承認“鳥類是由恐龍進化而來的”前提條件下,我們不免要審視始祖鳥的地位和身份,始祖鳥的身份是否會有所改變呢?始祖鳥還是“鳥”嗎?
自從一八六一年,第一塊始祖鳥化石發現後,人們開始認識了鳥類的祖先,也給鳥類建立了定義。那就是長羽毛會飛的脊椎動物就是鳥類,依靠這些特徵來界定鳥類。由於始祖鳥化石,保存下了羽毛的印痕,所以,人們自然而然地將其歸入了“鳥類”行列。也就是説,如果沒有保存羽毛的印痕,人們很難將始祖鳥認定為“鳥”。
因為此類化石的稀有性和不可比較性,始祖鳥的這種特殊歷史作用,逐漸被人們默認,始祖鳥作為“鳥類始祖”的歷史地位,也就理所當然地被人們認可了。這僅有的七塊保存程度不等的始祖鳥化石標本,成了人類描述鳥類起源故事的全部依據。
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意外北票龍化石及復原圖 |
如果一百四十多年前,在中國遼西地區就發現了這些,大量長羽毛的恐龍和原始鳥類化石。而在今天才發現德國的“始祖鳥”化石。恐怕人們對始祖鳥的稱呼,脫口而出是“長羽毛的恐龍”,而不會是“世界上最古老的鳥”了。
顯然,現在一些傳統的定義需要重新評價,一些傳統經典的結論,也可能需要修改。也許我們必須認真思考一下,使用了上百年的許多生物學概念,是否具有真正的科學意義。
地球上沒有哪個時代,能夠像恐龍時代這樣激發人們的想像力。它們與地球上現存的任何事物都如此不同,而且,它們又是如此的真實。但是,今天的人們怎樣才能夠想象出一個如此不同的恐龍世界呢?
遠在二億二千五百萬年以前的三疊紀中期,這個龐大的家族就已經在大地上漫遊了,到了三疊紀末期,它們已經成為了地球生命的統治者。
這個家族中的成員並不是像人們過去想象的那樣,始終呈現出一派“硬漢”的形象,像其他冷酷的爬行動物一樣,渾身長著鱗片。其實,很多的恐龍應該是五彩斑斕的,非常漂亮,像鳥類一樣,它的生活習性可能也跟現在鳥類一樣,非常的活躍。
有些恐龍,甚至更接近現在的鳥類,身體上披著五彩斑斕的羽毛,外形更為接近鳥類,外表更加溫柔……
不幸的是,這個強大的恐龍王朝,卻在一億七千萬年後突然消失了。這是如何發生又為什麼會發生呢?在六千五百萬年前的大災難中,它們真的全部退出歷史舞臺了嗎?
徐星:“很多人認為,恐龍已經滅絕了,我想這個概念更多的是一個陳舊的概念。因為,它把恐龍建立在過去的一些認識上,認為恐龍是這種很大龐大的、很笨拙的一種冷血的爬行動物。但是隨著現在大量化石發現,尤其是帶羽毛化石發現,你會發現恐龍實際上並沒有滅絕,它和鳥類聯絡得是如此緊密,它的後裔延續到了今天。如果按照現在的定義來説呢,鳥類就是恐龍的一隻,就是活著的恐龍。”
六千五百萬年前,地球上發生的這一切,可能並不僅僅是單純的一聲巨響導致的,它或許要比人們想像的更為複雜……
一個不尋常的黑夜降臨了,天空下著極小的岩石融結而成的熔岩雨,給大地帶來了死亡,宣佈了恐龍時代的終結……
彗星墜于墨西哥灣,威力相當於一百億顆廣島原子彈。全球氣溫驟變,造成百分之六十五的生物滅亡。地球需要幾百萬年,才能從這場災難中恢復。
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中華龍鳥化石及復原圖 |
在這片綠色中,強大的恐龍王朝消失了,其他美麗且雄狀的生物取而代之。
但令人驚奇的是,在這個強大的恐龍王朝中,只有它們倖存了下來,只有它們見證了曾經發生的一切……
(CCTV《探索?發現》供稿,未經允許不得轉載)
責編:紅立 來源:CCTV.com
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