你有“快乐水”,达尔文有“快乐鸟”

2022-06-20     知识就是力量杂志

原标题:你有“快乐水”,达尔文有“快乐鸟”

文图 / 蔡沁

英国著名生物学家查尔斯·达尔文在其1859年出版的巨著《物种起源》中构想,鸟类是由爬行类演化而来的。

查尔斯·达尔文于1859年

出版著名的《物种起源》,

构想鸟类是由爬行类演化而来的

1860年,在始祖鸟化石出土后,英国博物学家托马斯·亨利·赫胥黎,在对比始祖鸟和美颌龙(侏罗纪的一种小恐龙)的共同点后,提出了“鸟类是由恐龙演化而来”的假说。始祖鸟也因此被达尔文誉为“爬行动物与鸟类间缺失的一环”。

托马斯·亨利·赫胥黎提出

“鸟类是由恐龙演化而来”

始祖鸟真的是世界上最早的鸟吗?生活在侏罗纪晚期的始祖鸟,身上兼具恐龙和鸟类的特征,200年来一直是学界争论的焦点,更是古生物界的大明星。它的身上隐藏着哪些秘密?这要从1.5亿年前说起!

侏罗纪的“最强大脑”

据研究,始祖鸟生活在1.5亿~1.48亿年前的侏罗纪晚期,当时的欧洲更靠近赤道,被温暖的浅海包围,始祖鸟就栖息在欧洲南部的岛屿上。始祖鸟的体长约为50厘米,体重不超过1千克,和现代喜鹊差不多大。前肢长有一对宽而圆的翅膀,翅膀上还长着3个指头,指头末端有着长而尖的爪子。后肢细长,3个脚趾上也长着利爪。虽然结构仍原始,但始祖鸟已拥有基本的飞行能力。始祖鸟的身后挺着一条长长的尾巴,可以帮助它们在奔跑时保持平衡。

很多始祖鸟化石是以头部后仰、肢体扭曲的狰狞姿态现身,看起来死时极为痛苦。事实上,这样怪异的姿势是由于始祖鸟死后颈部肌肉强度下降,颈椎间富有弹性的韧带自动牵引着脖子向后拉造成的,其实是鸟类最放松的姿态

始祖鸟复原图

始祖鸟的脑袋不小,吻部细长,后部膨大。现代鸟类口中无牙,而始祖鸟的嘴里长有许多锋利的小牙齿。古生物学家通过对始祖鸟头骨进行X射线和CT扫描,发现它们的大脑结构与现代鸟类非常相似,其脑部比例比绝大多数恐龙都要大,可谓是侏罗纪的“最强大脑”!其中视觉区域占了脑部的1/3,这说明它们拥有发达的视力。始祖鸟还有着类似于现代鸟类的内耳结构,这表明它们已经拥有飞行所需要的平衡感、空间感与身体协调能力。

羽毛的奥秘

飞羽,是鸟类特化(由一般到特殊的生物进化方式)来飞行的结构,主要由羽根、羽轴和羽枝构成。鸟类一旦被剪去飞羽,就无法飞行。始祖鸟的双臂具有发育完全的飞羽结构,腿部和尾巴上也有一小部分。

始祖鸟看起来仿佛长了5只翅膀,

前肢、后肢各一对,长长的尾巴构成了第5只。

从身上的羽毛类型和分布来看,

它们已经能够完成简单的飞行运动

从始祖鸟的身体结构来看, 其攀爬能力有限,平时还是习惯栖息在森林底部的地面上。但始祖鸟的翅膀并不能进行高强度、长时间的振翅飞翔,其大长腿也表明它们能在森林里快速奔跑追逐猎物,是个迅猛的小型掠食者。

那么,始祖鸟是什么颜色的呢?其羽毛上的黑素体可以告诉我们答案。黑素体是一种广泛存在于鸟类和哺乳动物毛发上的结构,不同形状和种类的黑素体代表着不同颜色。2012年,美国布朗大学的研究人员对始祖鸟黑素体进行分析对比,发现其部分羽毛是黑色的,羽毛边缘和尖端可能颜色更深。

龙鸟之争

由于身兼恐龙和鸟类的特征,始祖鸟稳坐“鸟类祖先”的宝座长达一个多世纪。那它究竟是不是鸟类的祖先呢?

赫胥黎提出的鸟类“恐龙起源论”,由于一直缺乏过硬的证据,使人们对这个假说始终将信将疑。直到1996年,中国辽宁出土第一具带羽毛恐龙——中华龙鸟化石,让科学家看到鸟类起源的曙光。近30年来,古生物学家已经在中国东北地区挖掘出大量带羽毛的恐龙化石,它们形态各异,种类繁多,但都属于恐龙家族。这不禁让科学家们犯了难:这些恐龙也长着羽毛,有的也长有翅膀,小部分甚至还会飞,那它们到底算不算是鸟类呢?

经过中外各国专家的细致研究,目前学界公认鸟类是由小型兽脚类恐龙演化而来,包括今天所有鸟类在内,都是兽脚类恐龙家族的一员。而始祖鸟只是鸟类演化过程中的分支,并不是鸟类的直系祖先。

如今,许多兼具恐龙和鸟特征的兽脚类恐龙被发现,就连科学家都难以说清它们究竟是恐龙还是鸟,想要厘清鸟类演化的脉络,还需要更多研究。

潟湖藏宝物

始祖鸟生活的地区是位于海上的岛屿,有时海水灌入浅滩会形成浅水潟(xì)湖(即海边的盐碱湖)。经过数千万年的演化,这片潟湖脱离了与沙洲和海岸的联系,湖底沉积了细腻的泥沙,湖水的盐分也日益增高,终于成为一片生命无法驻足的水域。一旦动物的尸体被暴风雨或洪水冲入潟湖,湖底的泥沙就会将尸体完全包裹,而湖中极低的含氧量可以防止尸体进一步腐坏,因此一些不易保存的细节都能被封存。在始祖鸟化石周围,古生物学家已发现了包括昆虫、鱼类、翼龙和恐龙在内超过400种动物的化石,堪称“古生物化石宝库”。

始祖鸟生活在被浅海包围的小岛,

海中有大量海洋生物,

保存了无数精美的化石。其中就包括鳞齿鱼

可爱的形象、悠久的历史,加上学界中的特殊地位,让始祖鸟成为继霸王龙、猛犸象之后,古生物界又一家喻户晓的明星。从1860年发现到现在,已有十多具始祖鸟的化石,我们期待着古生物学家为我们带来更多的惊喜!

本文来自《知识就是力量》杂志,原标题《始祖鸟的秘密》,作者蔡沁,有删改,转载请注明来源。

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