鸟类的起源和发展

鸟类的起源和发展

摘要:鸟类是现生生物中最具特色的动物之一,以其发育了许多独特的形态特征区别于其他的现生生物,如羽毛、角质喙、中空的骨骼、叉骨、具龙骨突的胸骨、尾综骨、对握状的脚趾等等。长期来人们一直想知道鸟类究竟由哪一类生物演化发展而来。但苦于化石材料的贫乏,鸟类的起源问题一直是个令人头疼的迷团,困扰我们长达140多年。但是随着中国辽西中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽鸟等珍稀化石的发现,国际鸟类起源问题已基本上得到解决。越来越多的人相信:鸟类是由恐龙变来的,现代的鸟类就是恐龙的后代,是长羽毛的“恐龙”。 关键词:鸟类;起源;演化;恐龙;化石。

鸟类起源研究的历史可追溯到19世纪60年代初,即在伟大科学家达尔文出版他的巨著《物种起源》后的一年。1860年,德国巴伐利亚州索伦霍芬地区晚侏罗世泻湖相灰岩中发现了一件单根羽毛的化石。这根羽毛化石长约6.8cm,宽约1.1cm,不对称发育,清晰地显示出羽轴、羽片、羽枝等结构,被德国学者H.V.迈伊尔(H.V.Meyer)确认是“鸟类”的羽毛(标本现保存在德国柏林博物馆)。1861年,巴伐利亚地区又发现一件既有羽毛、又有骨架的生物化石,H.V.Meyer将其命名为印板石始祖鸟(Ar-chaeopteryxlithographica,Meyer),原意为“古代长羽长的生物”(标本现保存在英国自然历史博物馆)。此后,在长达140多年的时间内,德国巴伐利亚索伦霍芬地区共发现了8块始祖鸟标本,其中尤以1877年发现的第三块始祖鸟标本保存最精美(标本现保存在德国柏林博物馆)。

德国始祖鸟的发现是国际古生物研究历史上的一件大事,是当时支持达尔文进化论的最有力的证据,因为它显示出了许多介于爬行类(恐龙)和鸟类之间的过渡特征。譬如,嘴里长有牙齿,跖骨没有愈合成跗跖骨,腓骨与胫骨等长,前肢掌骨没有愈合成腕掌骨,肋骨短小且没有钩状突,有一条由20多节尾椎组成的长尾巴等特征都是始祖鸟的近祖(爬行类)性状;身上长有羽毛(羽毛已有分化,如初级飞羽、次级飞羽、体羽、尾羽等),耻骨后向伸展,锁骨愈合成叉骨,第三掌骨已开始与腕骨愈合,拇趾与其他三趾对生等特征是始祖鸟的近裔(鸟类)性状。在当时的情况下,人们将始祖鸟归于鸟类的原因主要在于其发育了羽毛。假如没有保存羽毛印痕的话,始祖鸟当时很可能不会被归于鸟类。事实上,有两个没有保存羽毛的始祖鸟化石当时就被误定为翼龙的一个新种和一种小型的兽脚类恐龙———美颌龙。尽管今天人们已经认识到,鸟类是恐龙的后代,是在漫长的地质岁月中由小型食肉性恐龙逐渐演化而来的,但在140多年前,人们根本就没有想到鸟类与恐龙之间会有什么关系,也不知道鸟类究竟是由爬行动物中的哪一类群演化而来。

140多年来,人们一直围绕鸟类的起源问题展开了激烈的争论,并提出了各种各样有关鸟类起源的假说,如“槽齿类起源假说”(“Thecodong Hypothesis”)、“鳄类姊妹群起源假说”(“Crocodile Sister-group Hypothesis”)、“恐龙姊妹群起源假说”(“DinosaurSister-group Hypothesis”)、“初龙起源假说”(“Archosauria Hypothesis”)、“鱼类起源`假说'”(“Fish Hypothesis”)和“兽脚类恐龙起源假说”(“Theropod Hypothesis”)等。

1999年2月在美国耶鲁大学召开了一次“奥斯特隆鸟类起源和早期演化国际学术讨论会”,同时中国地质博物馆和耶鲁大学匹宝迪古生物博物馆也联合举

办“中国长羽毛的恐龙与鸟类起源”专题展览。这次会议盛况空前,来自世界各国大约500多位科学家出席了会议，大会报到的当晚,耶鲁大学在匹宝迪博物馆举行了题为“扬子之夜”晚会,为世界各国的科学家接风洗尘。与会专家学者以“一边倒”的绝对优势接受了“鸟类是由小型兽脚类恐龙演变而来”的理论。耶鲁大学“奥斯特隆鸟类起源和早期演化国际学术讨论会”的成功召开,标志着国际鸟类起源问题已获基本解决。但是由于中国辽西中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽鸟等珍稀化石的发现,不仅使越来越多的人相信鸟类是由恐龙演变而来的,而且也向人们揭示了这样一个事实:恐龙并没有完全绝灭,现代的鸟类就是恐龙的后代,就是现生的长羽毛的`恐龙'。

为什么我们相信鸟类是由小型兽脚类恐龙演变而来的呢?因为鸟类和恐龙两者在生物学(Biology)和解剖学(Anatomy)上确有许许多多共有的相同特征。譬如,鸟类是卵生动物(Ovipara),恐龙也是卵生动物;鸟类是温血动物(Warm-blooded animal),恐龙中的食肉性恐龙(Carnivorous dinosaurs),至少虚骨龙类(Coelurosaurs)是温血动物。迄今为止,人们还没有发现任何可以用来区分鸟类与恐龙的生物学标准。与此相反,人们却在两者之间找到了许多内在联系和演化趋势。例如,由食肉性恐龙带锯齿的牙齿(Teeth with serration)逐渐变为简单光滑的牙齿(Smooth teeth),最后变成鸟类无牙的角质喙(Beak);由食肉性恐龙的前伸型耻骨(Pubis pointed forward)逐渐变为下垂型耻骨(Vertical pubis),最后变成鸟类的后倾型耻骨(Pubis pointed backward);由食肉性恐龙简单的前胸片(Breast plates)逐渐变为愈合的胸骨(fused breastbone),最后发展成鸟类适应飞行的带龙骨突的胸骨(Keeled sternum);由食肉性恐龙具数十节尾椎骨的长尾巴(long tails with many dozen caudalvertebrae)逐渐变为尾椎骨较少的短尾巴(short tailswith caudal vertebrae),最后发展为鸟类极短的尾综骨(Pygostyle);由食肉性恐龙的两根锁骨(Clavicles)逐渐愈合为`V'字形叉骨(fused clavicles或`V'-shapedwishbone),最后演变成鸟类的`U'字型叉骨(`U'-shaped furcula);由食肉性恐龙的5个多指节(Pha-langes)的手指(fingers)逐渐变为3个手指(4、5指退化消失),最后演变成鸟类翅膀(Wings);食肉性恐龙的脚由5个脚趾(Toes)逐渐变为4趾(第5趾退化消失),第一趾(Hallux)由与其他3个功能趾(3 func-tional toes)同向发育变为与其他3个功能趾相向发育(Claw curving toward others),呈抓握状等等。根据我国辽西化石的研究及国外的资料,我们认为兽脚类恐龙向鸟类进化的大致过程是这样的:兽脚龙类(Theropoda)—新兽脚龙类(Neotheropoda)—僵尾龙类(Tetanurae)—鸟兽脚龙类(Avetheropoda)—虚骨龙类(Coelurosauria)—似手盗龙类(Maniraptoriformes)—手盗龙类(Maniraptora)—似初鸟类(Paravialae)—初鸟类(Avialae)—喙鸟类(Rostrornithes)—今鸟群(Neor-nithes)—现代鸟类(Aves)。

鸟类是现生生物中最为繁荣昌盛的大家族,是爬行动物中发展得最为成功的类群,广泛分布于世界各地不同的地理区和生态域。旷野的鹰鹫,院中的鸡鸭,南极的企鹅,北国的丹顶鹤,都是恐龙的后代子孙,今天仍与我们人类生活在同一蓝天下。在地球发展历史上,鸟类和它们的祖先曾遭受过无数次大自然的劫难,历经了一次次的昌盛与衰败。根据有些鸟类专家的统计,自始祖鸟出现以来,地球上曾经生活过大约16万种鸟,但一次次的自然灾难使得鸟类一批批消亡。例如,第四纪更新世的4次大冰期就使得当时25%的鸟类绝灭。晚更新世以后,由于人类活动和其他因素的影响,鸟类绝灭速度变快,平均每80多年就有一种鸟绝灭。再如,在1600年～1900年的300年间,由于人类活动的加剧,世界各洲绝灭的鸟类高达90余种,平均每3.3年就绝灭一种鸟。现以澳洲新西兰的恐鸟为例。恐鸟是一种大型

的陆生鸟类,身高可达3m多,以植物的根茎、种子、浆果等为食。由于新西兰土著人活动范围扩大,大肆垦地烧荒,使恐鸟失去了家园,到处流浪。恐鸟的数量急剧减少,到1800年终于全部绝灭。显然,人类的活动规模和程度与包括鸟类在内的生物物种绝灭的速度是成正比的。有人预测,如果人类的活动仍然不加节制,如果热带雨林继续遭受砍伐和毁坏,那么到21世纪初就会有400种～500种鸟从地球上永远消失。鸟类是我们人类的朋友,所有的生物都是我们人类的朋友。我们应当清醒地认识到,我们人类不是地球的主宰,而是地球村中的普通一族。我们应当学会与鸟类友好相处,学会与所有的生物和平共处。愿我们人类与鸟类及所有地球村的成员一道奔向灿烂辉煌的明天。明天的“鸟”可能不同于今天的鸟,明天的“鸟”也许不再称。其为“鸟”,但有一点是永恒的:今天的鸟就是昨天的恐龙的后代,而明天的“鸟”仍旧是恐龙后代的后代。我们要大声疾呼:请保护好恐龙的子孙———可爱的鸟类。

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