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利用化石還原的始祖鳥圖片
一個雞胚的陰影透視,可看到它和化石中的恐龍擁有相同的指關節
□吳海敏
多年來,科學家一直在將未成年恐龍化石和鳥類的骨骼比較,發現兩者有不少相似之處。越來越多的證據似乎在表明:鳥類極有可能是恐龍的子孫。然而發表在《美國科學院院刊》(PNAS)上的一項研究報告早前卻提出,鳥類可能並非起源於陸生獸腳類肉食恐龍,恐龍的某些物種反倒是可能起源於鳥類。
俄亥俄大學的解剖學和古生物學教授Lawrence Witmer說:『科學家們喜歡使用累贅而且似乎學究氣的「非鳥類恐龍」等術語,實際上,在1.5億萬年前,很多種群都極為相似,他們看起來都可能像長了羽毛的恐龍與鳥的復合體。』
鳥類是恐龍後代?還是恐龍由鳥類進化而來呢?目前雙方研究者誰也說服不了對方。
正方鳥類是恐龍後代
哈佛大學的研究小組在《自然》雜志上發表文章說,各種各樣的證據表明,在鳥類和恐龍身上目前已經發現22塊只有它們纔有的骨骼,這兩個物種之間肯定存在著進化上的聯系。『由於一些未知的原因,某些恐龍寶寶比一般的恐龍成熟得更快更早,而這種早熟的行為改變了它們自身的基因表達,使得它們的生理特點開始變得更加嬌小。這些改變可能使恐龍進化成有更大腦容量和更強飛行能力的鳥類。』基於這個理論,他們認為鳥類可能是從恐龍進化而來,『我們觀察一只鳥,可能跟觀察一只幾百萬年前的幼年恐龍差不多』。
哈佛大學的進化學專家Arkhat Abzhanov注意到,在幼年恐龍和成年鳥類的頭蓋骨裡,存在著明顯的相似之處。他的團隊使用CT掃描儀測試了現代鳥類、獸腳類恐龍(最接近鳥類的恐龍)和早期的恐龍物種。通過在頭蓋骨上制作標記,他們跟蹤並得出這些頭蓋骨在進化中的變遷軌跡。『我們回溯到大概250萬年前,發現在始祖鳥的譜系裡,中間包括了鱷魚和現代鳥類。我們原本的目的是觀察這些頭蓋骨到底是怎麼改變形狀的,以此來弄清楚,在這些鳥類的進化中,到底發生了什麼。』
他們發現,早期的恐龍經歷了巨大的形態學變化。尤其是它們的鼻子越來越長,頭骨越來越長且平坦。相比之下,少年時期的恐龍和成年後鳥類的頭骨更加相似。科學家認為,鳥類進化改變的這種現象可被稱為『幼態持續』。
然而,鳥類和獸腳亞目恐龍的腳趾卻大不相同,這一度成為『鳥類是由恐龍進化而來的』這個符合進化論的推測中最大的疑案。直到一份對雞胚胎的研究報告發表,指出鳥類的翅膀的趾中確實有類似於人類拇指、食指和中指的趾的分化。來自哥本哈根大學的脊椎的動物學家卡斯珀·呂克·漢森說:『這份論文非常重要,它給那些依舊認為鳥類並非是由恐龍進化而來的人們,進行了再次反擊。』
來自耶魯大學的進化發展生物學家格拉斯和古生物學家高提耶,對鳥類和恐龍進行分析後也指出:即使兩者間趾的發展不相同,鳥類依舊可能由恐龍進化而來。因為他們有許多相同的骨骼特征,例如骨頭都是中空的,都有羽毛和築巢行為等。
日本仙臺東北大學的發育生物學家田村浩二和他的同事們也就此發表了一篇論文在《科學》雜志上。他們是將3日齡雛雞胚胎腳部和翅上的組織互相移植,並觀察這些移植的細胞如何發育。他們還對更早期的胚胎細胞進行標記跟蹤,以確定移植的細胞如何愈合。最終發現,發育成為翼部中指的細胞來自於『組織者』細胞群。如果這些細胞停止發育,將來則有可能會發育為無名指。相反,當它們遷移出了『組織者』細胞群的邊界,隨後達到某種高濃度的音蝟因子(信號傳導的配體,在調節脊椎動物器官發育中起關鍵作用)的位置,便可能發育成中指。這一研究與瓦格納和高提耶所說的情況也相當吻合。
反方恐龍起源於鳥類
研究者對2003年被發現的一塊罕見化石標本『小盜龍』進行分析後,設計出一種三維模型,用來研究『小盜龍』可能的飛行潛質,結論顯示:這種小型的、有羽毛的物種,應當是從樹上下來的『滑翔者』。
美國俄勒岡州立大學動物學教授約翰·魯本在《美國科學院院刊》上撰寫了關於這項研究的評論文章。他認為,現在所擁有的證據不僅顯示鳥類不是起源於恐龍,而且現在被認定是恐龍的一些物種,倒可能起源於鳥類。
事實上,在同一期的雜志上,還刊登了俄勒岡州立大學對鳥類和恐龍的形態學研究,以及這項最新發現的詳細報告。種種數據都在確定一個假設———鳥類可能與恐龍擁有一個共同的遠古祖先,但是它們卻是沿著各自的軌跡單獨演化,而且在幾百萬年的獨立演化之後,鳥類也演化成了迅猛龍。魯本綜合了之前的許多研究後指出,俄勒岡州立大學的科學家已提出鳥類股骨和肌肉的位置,對它們擁有足夠的肺活量以保證能夠持續長距離飛行的能力至關重要,這是鳥類生物學的一個基本特征,獸腳類恐龍其實並沒有這一特征。同樣道理,從其他一些形態學特征來看,鳥類自恐龍演化的理論並不合理。
『迅猛龍看起來有點像恐龍,但與其它暴龍相比,它們與鳥類更相似。我們認為這些證據顯示這些曾被認為是恐龍的動物,實際上應是從鳥類演化而來。』另一項來自美國弗羅裡達州立大學的研究也提出了類似的質疑,並將報告發表在《形態學》雜志上。
研究者仔細考察了一塊『小盜龍』的化石標本後,發現這塊化石上的四肢全部都有羽毛,基於其結構的滑翔測試顯示,它應當是從樹上滑翔而下,而不是從地面起飛的。這個模式與鳥類是從地面成功飛起來的方式完全不一致,也很難說明陸生獸腳類恐龍為何要長出翅膀並從地面飛起來。『如果從另一方面來說,假設鳥類是從樹上滑翔下來,然後在特定的時候擁有各種失去飛行能力的物種,最終成為陸生的、不能飛行的動物———迅猛龍,這個觀點可能會讓很多人煩躁不安,卻更合理。』
同時還有一個最明顯的證據:在鳥類從恐龍演化的研究中,化石的記錄已表明恐龍同時期已經發現了鳥類。
比如第一種被確認始於恐龍時期的大型鳥是卡崗杜亞鳥,它生活在約7000萬年前的法國南部地區。後來又有研究發現,在8300萬年前的現今為哈薩克斯坦的地區,還生活著一種巨大的史前鳥類,《英國皇家學會生物學快報》曾對這種鳥進行了描述,它被稱為Samrukia nessovi,外形可能頗似一只非常大的鴕鳥。朴茨茅斯大學的研究團隊分析了Samrukia化石之後,發現Samrukia所處的生態系統中還包括了劍龍、鴨嘴龍、霸王龍和其它捕食性恐龍,另一種被稱為Bostobynskaya Formation的較小的鳥類也在此地區被發現。
吳海敏