鸟儿原来是恐龙
广东省地质学会 林郑楷
中华龙鸟化石的发现,被称之为“本世纪末最重要的事件之一,是自达尔文提出进化论以来演化科学研究中最重要的事件”这一发现导致的结论令人瞠目结舌:恐龙并没有灭绝,现代鸟类就是现生的,会飞行的、长羽毛的恐龙!在中华龙鸟导致的争论余波未平之际,中国鸟龙化石却又横空出世,这一发现再次轰动世界。
——题记
中华龙鸟是什么?中华龙鸟是介于龙和鸟之间的过渡型生物。中华龙鸟取代德国始祖鸟的位置,成为世界鸟类的始祖当之无愧。中华龙鸟等重要化石的发现,基本上解决了世界上争论已久、悬而未决的鸟类起源问题。笔者最近有幸采访了中华龙鸟等化石和命名者——中国地质博物馆馆长季强博士,因而对中华龙鸟的有关问题有了一个比较清晰的了解。
发现与命名
中华龙鸟化石是怎样发现的?笔者提出这个问题时,季强兴奋地说:“1996年8月,在北京召开第十三届国际地质大会的时候,辽宁一位老乡给我送来一块标本。这块标本来自我国辽宁西部四合屯地区,该区有20个较大门类的动植物化石而著称于世。经过仔细观察,我注意到这块标本的生物体全身包裹着一层很短的纤维状皮肤衍生物,而对于这种皮肤衍生物世界上从未报道过,在未进行任何研究之前,我有两种假设:从骨骼学上来说,其特征像小型兽脚类恐龙,属爬行类。爬行类为冷血动物,身披鳞甲,不可能长出毛发。这就排除了其皮肤衍生物是毛发的可能性。假如其皮肤衍生物不是毛发而类似于羽毛,那么,这种生物就有可能是介于兽脚类恐龙和鸟类之间的过渡型生物。”
科学敏感性促使季强进行一系列研究,并于1996年10月13日在《中国地质》杂志上发表了关于中华龙鸟的第一篇文章。季强说:“经过分析,化石上的皮肤衍生物应是羽毛而不是毛发。而且,它的骨骼具有鸟类所特有的构造,即叉骨构造。因此,将这种生物正式命名为‘中华龙鸟’。为什么要取这样一个名称呢?我考虑到:一是中国发现并由中国科学家研究的;二是有介于鸟类与龙类之间的特征;三是表明了支持鸟类是由小型兽脚类恐龙演化而来的假说。”
近年来,继中华龙鸟化石的发现之后,在季强的带领下,中国地质博物馆的科研人员先后在季强的带领下,中国地质博物馆的科研人员先后在这里发现了原始祖鸟,尾羽鸟和长城鸟等鸟类祖先类型及原始鸟类,还有鱼类、两栖类、龟鳖类、蜥蜴类、鹦鹉嘴龙类、原始哺乳类和翼龙化石等等。它们的发现使辽西四合屯无论是在化石类群和保存状态方面,还是在化石的重要性方面,都大大超过了德国的始祖鸟化石产地,使该地成为世界上最著名的中生代化石宝库。
鸟类与恐龙
在人们的意识中,恐龙是生存在据今2.2亿至0.7亿年前的中生代爬行动物,早已在中生代白垩纪末灭绝,与现代鸟类毫不相干。142年前,英国生物学家赫胥黎提出了这样一个假说:鸟类是由小型兽脚类恐龙演化过来的。140多个春秋过去了,却一直没有人能拿出足够的证据来证明,就连赫胥黎本人后来也不再坚持这种观点了。
季强一直支持小型兽脚类恐龙起源说。据说他是国内第一个持这种观点的人。他认为恐龙演化成为鸟类,恐龙和鸟类具有父子这样的密切关系。而侯连海、董枝明先生等人与季强的观点截然不同,他们支持另一种假说:槽齿类起源假说。认为鸟类是由据今2亿年前的晚三叠纪的原始爬行类演化而来的。董枝明提出恐龙姐妹群起源假说,认为恐龙和鸟类是两个毫不相干的独立类群,二者之间是姐妹关系,而不是父子关系,但他们具有一个共同的祖先。小型兽脚类恐龙起源假说与槽齿类起源假说一直争论不休。但谁也解决不了鸟类起源这个问题。因为在“龙”和“鸟”之间存在着一个很大的空白,使两者连接不起来,而“中华龙鸟”等化石的发现是代表着“龙”与“鸟”之间的一个过渡类型,代表了鸟类早期演化的初始阶段。
季强不仅发现和命名了中华龙鸟化石,还发现和命名了原始祖鸟,尾羽鸟和长城鸟等化石,并通过对四合屯地区翼龙化石的研究和地层对比,证明了中华龙鸟等生物的生活年代为晚侏罗纪。由季强率领中国地质博物馆的研究人员,根据中华龙鸟等一系列化石材料,已证明了赫胥黎的假说是正确的。鸟类的小型兽脚类恐龙起源假说已被国际古生物学界所接受,其标志是:今年2月,本世纪末古生物学界最重要的一次学术讨论会——“鸟类起源和早期演化国际学术讨论会”在美国耶鲁大学举行。与会恐龙专家、鸟类专家和古生物学家几乎一致认为,中华龙鸟等一系列化石的发现,有力地支持了“鸟类是由兽脚类恐龙演化而来”的假说,基本上解决了长期以来国际科学界争论已久,悬而未决的鸟类起源问题。国际最著名的鸟类学家奥斯特隆说:“中华龙鸟等化石的发现是本世纪末最重要的事件之一,是自达尔文提出进化论以来演化科学研究中最重大的事件。”
季强他们不仅将赫胥黎的假说变成了学说,解决了科学界140多年来未能解决的难题,还得出了这样惊人的结论:恐龙并没有完全灭绝,现代鸟类就是现生的、会飞行的、长羽毛的恐龙,一句话:现代鸟类就是恐龙。
是羽毛,还是毛发?
鸟类是动物界唯一长有羽毛的动物,羽毛是鸟类的主要特征。中华龙鸟化石上的皮肤衍生物是羽毛还是毛发?这个问题成为争论的焦点之一。
季强在关于中华龙鸟的第一篇及以后在《江苏地质》上发表的文章中指出,化石上的皮肤衍生物是羽毛,并首次提出了原始羽毛的概念。他注意到中华龙鸟标本的生物体,全身都包裹一层很短的纤维状皮肤衍生物,这种皮肤衍生物具有分叉现象。而分叉现象是羽毛的特征,不是毛发的特征。中华龙鸟的羽毛呈片状,具有羽轴,单个羽毛长2.3厘米,宽1.1厘米,与现代羽毛有所不同。为了区别于现代鸟类的羽毛,他将其称为原始羽毛。
为了确认化石表面的皮肤衍生物是羽毛而不是毛发,1997年,他将化石样品送到美国蒙大拿大学做生物化学鉴定,鉴定结果表明,他的推断是正确的,是羽毛而不是毛发。羽毛和毛发具有不同的蛋白质类型,而不同的蛋白质类型对应着不同的抗体。依据这一原理,这位教授用羽毛和毛发抗体分别对样品进行试验,结果只有羽毛抗体产生反应,从而证实样品是羽毛。
是鸟,还是龙?
从1998年6月至今,季强在世界上著名的综合性科学刊物——英国《自然》杂志上,先后发表了3篇论文,引起了国际古生物学界的强烈反响,也由此引发了中华龙鸟是鸟还是龙的争论。有的专家提出,在分类上,中华龙鸟是龙,而不是鸟。
但季强认为,要知道中华龙鸟是不是鸟,首先就要知道什么是鸟,鸟的概念不清,则无从谈龙。这个问题看似简单,世界上不知道什么是鸟的人大概没有,但要给鸟下一个科学的定义却并不简单。关于鸟类定义目前有四大观点:第一种观点认为,在动物世界中,一切长有羽毛的生物称为鸟。按照这种观点,中华龙鸟就可划入鸟类的范畴。第二种观点认为,应以德国始祖鸟为界,始祖鸟之前出现的都是恐龙,始祖鸟之后出现的都是鸟。第三种观点认为,以中华龙鸟为代表的生物可以称为长羽毛的恐龙,以孔子鸟为代表的生物可以称为会飞行的恐龙,现代鸟类可以称为现生恐龙。第四种观点是他本人所持有的观点,即在动物世界中,所有长有真正的翅膀和飞行羽毛的,不管它是否会飞,都可以称为鸟类。
季强指出,长期以来,人们普遍认为德国始祖鸟既是鸟类祖先,又是世界上最古老的鸟,并写进了各国的教科书中。其实,鸟类祖先与世纪上最古老的鸟是两个不同的概念,季强不同意始祖鸟为世界上最古老的鸟的说法,而认为我国辽西的尾羽鸟和原始祖鸟才算是世界上最古老的鸟,他说:“我没有认为中华龙鸟是世界上最古老的鸟,但它比世界上最古老的鸟还要原始,是世界上最早长有羽毛的动物。它取代了始祖鸟的位置,成为鸟类始祖是当之无愧的,是无可争议的。”也就是说,鸟类的进化过程,经历了中华龙鸟→尾羽鸟→原始祖鸟→始祖鸟→现代鸟类这样一个过程。季强认为,中华龙鸟是鸟还是龙并不重要,重要的是,它是世界上首次发现的介于龙和鸟之间的过渡型生物。无论将中华龙鸟划入鸟类,还是划入恐龙类,都不会降低其科学价值。