始祖鸟化石遗迹认定其为鸟的祖先——但是这个头衔现在岌岌可危。
始祖鸟是被发现的第一种同时具有恐龙和鸟类特征的动物,但其标志性地位正遭受质疑。最近发现的竞争物种显示出具有相似的混合特征。但是在2014年柏林的古脊椎动物学会会议的开幕研讨会上,始祖鸟仍然占据着中心位置,它甚至被雕饰在官方会议的啤酒杯上。
当过于简化的“第一只”鸟的观点被凌乱的进化过渡所取代时,新发现的化石和新锐的分析技术使始祖鸟在揭示细节的进程中处于首要地位。“始祖鸟的研究焕发新生了”,研讨会的共同组织者,瑞典乌普萨拉大学的古生物学家马丁?昆德拉特说。
第一块始祖鸟化石样本在19世纪60年代早期发现于德国南部巴伐利亚的石灰石采矿场。直到最近,它们都还是被发现的唯一的混合了鸟和恐龙特征的化石样本。一方面,它们体型小——青年期的始祖鸟像喜鹊一样大,成年期的可能和乌鸦一样大——又有宽阔的长满羽毛的翅膀,看起来很适合滑翔;另一方面,它们拥有带有利齿的颚,类似恐龙的爪子和骨质的尾巴。这些特征引发了第一只鸟的观点,一代代的科学家们将这种一亿四千五百万年前的动物当做一个“过渡物种”——将恐龙和鸟联系起来的关键证据。(Archaeopteryx是希腊语的“古代的羽毛”的意思,始祖鸟的德文名称Urvogel的意思是“第一只鸟”)。
但是从二十世纪九十年代起,在中国发现的其他的潜在过渡物种,使得始祖鸟的特殊地位开始受到挑战。赫氏近鸟龙和顾氏小盗龙的化石显示出它们是和始祖鸟类似的小型动物,而且它们已经开始用它们的两对翅膀滑翔。另一种,徐氏曙光鸟,有腿,爪和与始祖鸟类似的尾巴,但它的时代比始祖鸟还要早1000万年,这使得一些人认为徐氏曙光鸟是第一只鸟的更佳的竞争者(参看“第一只鸟的斗争”)。
许多科学家现在相信始祖鸟不过是另一种恐龙。另一些科学家则认为这令人难以接受。“对于一些鸟类学家来说这是大事件——始祖鸟是第一只鸟,”英国南安普顿大学的古脊椎动物学家加里斯?戴克说。“他们宁愿剁掉一条腿,也不愿承认始祖鸟与鸟类起源无关。”
新的始祖鸟样本也使研究再度复兴。现存有12块始祖鸟化石,在研讨会上昆德拉特发表了对其中第八个发现的样本的首次科学描述。自从20世纪90年代早期它在德国被发现以后,“幽灵”就失去了踪迹,直到2009年一位收藏家把它购买下来。现在它被出借给巴伐利亚博物馆,并许以研究许可。
昆德拉特报告说,“幽灵”生活于比其他始祖鸟化石更晚的年代,这支持了可能存在多种始祖鸟种类的观点。在今年7月,一项对第十一块化石的分析表明,始祖鸟会炫耀长满羽毛的腿,这表明羽毛演化包含着飞行之外的目的,例如展示或隔离。昆德拉特说也许第十二块样本很快就会出现在某人的私人藏品中。
科学家们还发展了分析始祖鸟化石的技术。昆德拉特展示了镶嵌于岩石中的“幽灵”骨骼的3D扫描图样,这是他在位于法国格勒诺布尔的欧洲同步辐射装置的协助下实现的。“现在我们拥有了第一幅详尽的始祖鸟头骨图案了,”他说。
罗德岛普罗维登斯的布朗大学的古生物学家莱恩?卡尼展示了对一块名为瑟莫波利斯的始祖鸟化石的3Dx射线断层身体扫描和对另一块化石的表层扫描。(卡尼展示出一块黑色羽毛的纹身作为纪念他自己在发现始祖鸟羽毛的色素结构中的贡献,这个发现表明始祖鸟是黑色的。)这些分析都能帮助构建始祖鸟的飞行模式,并帮助确定它在恐龙到鸟的过渡中的位置。
对于始祖鸟的大脑的揭示,会让大家知道它在进化树中的位置。去年,纽约石溪大学的进化生物学家艾米?巴拉诺夫和她的同事们在《自然》杂志上报告说始祖鸟和一系列与其相关的恐龙的大脑相对于它们的身体尺寸来说都是比较大的,就和现代鸟类一样。因为早期的恐龙即使会飞也不如现代鸟类那样善于飞行,这个发现表明大脑的扩张是发生于飞行出现之前。但是还有其他的线索表明始祖鸟并不比其他的过渡物种更像鸟类。“是另外一项数据夺去了始祖鸟的特殊性,”巴拉诺夫说。
巴拉诺夫现在正在调查始祖鸟的大脑是否在更精细的解剖细节上——指的是从头骨形状和上面细微的凹凸印迹——和兽足类恐龙相同,就是演化出鸟类的那一支系谱。她的团队还报告了在始祖鸟的大脑中发现了一种被称为“wulst”的结构,这种结构之前只在鸟类脑中被发现过。“wulst”结构是和感知相关的结构,可能是帮助生物处理飞行时的视觉成型的。但问题是这种结构是否在始祖鸟的恐龙亲戚脑中也存在。
总之,这些发现表明没有单纯的从恐龙到鸟的过渡,这让“第一只鸟”的观点显得越发武断,更像是一段由不完整的化石记录引发的随想。“我爱始祖鸟。我做了一篇关于始祖鸟的论文,”英国巴斯大学的古生物学家尼古拉斯?朗格里奇说。“但在某些方面,我们得迈过始祖鸟这道坎。它正在变成这颗纷繁分支的家族系谱树上的另一块化石。”
有些人认为关于过渡的争论将来会变得无实际意义。“恐龙和鸟的界限将来会完全消失,”比利时列日大学的古生物学家尤利西斯?勒菲弗说,勒菲弗在柏林会议上讨论了中国化石模糊了恐龙和鸟的分界的问题。
但是始祖鸟的研究仍然是理解恐龙-鸟系谱树的关键,这一点是很清晰的,“始祖鸟是不是第一只鸟目前有一些争论。但我认为当前这并不是一个重要的问题。”昆德拉特说。“通过新的定量分析,我们正在让始祖鸟重现于人们眼前。”
文:雯熙她爸