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Tianyulong confuciusi

  这一天,我漫步在环绕着淡淡硫磺味的古辽西,原野上尽是单调的落羽杉和银杏林,身旁则是绿得令人疲惫的各种蕨类,湿地边晃眼的点点黄花,定是古果在作怪,这些地球上第一批显花植物总是那么急于出人头地。不远处的蕨丛中,一只毛茸茸的中华龙鸟正在追捕一只耗子般大的张和兽,几只长着羽毛的尾羽龙正在湖边开阔地上,抖擞着那美羽向异性求爱。稍远处一只中国鸟龙正奔跑着,摇动着前肢,想跳起来抓一只孔子鸟,但动作慢了些,只得到几根跌落的羽毛。

  这一切都是那么了无新意,直到我看到一只怪异的小恐龙。身长还不到1米的它有点战战兢兢,想尽量避开肉食者或好事者的注意,却逃不开我的眼睛。说它怪异是长着一食斋者的模样,却全身披满肉食龙才有的毛状物,这些毛毛还颇为坚硬,八风吹不动。这是怎样一只小恐龙?为什么和辽西地区常见的家伙都不一样呢?这件原本不该属于它的皮衣到底是怎么回事?

迷雾重重的异齿龙家族

  古生物学家根据恐龙腰带(构成腰部的三块骨头)的构造特征不同,将其划分为两大类:蜥臀目和鸟臀目。前者又分为蜥脚类和兽脚类,蜥脚类就是那些有着长脖子长尾巴的“肉山”,而兽脚类则是“肉山”的克星,近几年那批带羽毛的恐龙也出自此类。鸟臀目则分为鸟脚类、剑龙类、甲龙类,角龙类和肿头龙类,其中的鸟脚类是鸟臀目中乃至整个恐龙大类中化石最多的一个类群。它们两足或四足行走,结成大队人马浩浩荡荡走遍了整个恐龙时代。

  异齿龙(Heterodontosaurus)与人类,彼此都很陌生,这是由于其化石极为少见。在分类位置上,此前古生物学者一致认为它属于非常原始的鸟脚类,而最近研究则表明它代表着鸟臀目中最原始的一个分支。异齿龙全长约1米,小巧而敏捷,生活在早侏罗世(距今2.5亿至1.9亿年前)的南非,乍一看上去相貌平平,但只要它稍稍龇牙咧嘴,就看出它的独特之处。

  顾名思义,异齿龙的最独特之处就是它的牙齿。绝大部分恐龙只有同一形态的牙齿,但异齿龙的牙齿却具有三3种形态,它们各司其责,奇妙非常。首先是生在嘴前部的前颌齿,异齿龙的前颌齿有三对,前两对是一种小小的圆锥齿,而第三对,也就是第二种牙齿却大得有点吓人,像极了小狗锋利的犬齿,异齿龙的这些大牙也因此被称为犬齿形牙齿,或称獠牙。獠牙不但出现在前颌骨,还出现在下颌骨的第一个位置,这些牙齿配合起来,就能咬断松枝松针,甚至能配合前肢掘出并撕裂植物地下的根茎;第三种是长在嘴巴两侧的颊齿,每当咀嚼时,这些重叠在一起的颊齿就形成一个连续的表面,能很快将粗糙的植物磨碎了。值得一提的是,这些有趣的颊齿在以后的鸭嘴龙类,角龙类等恐龙都趋同演化了出来,说明这是一个很聪明的构造呢。

  2008年国庆节期间,山东天宇自然博物馆馆长郑晓廷在整理此前征集的一批化石,突然惊奇地发现,有一块小化石看上去和别的很不一样。随后,他请来合作伙伴——中国地质科学院地质研究所的尤海鲁研究员前来观察标本。我的师兄望着眼前这块恐龙化石,简直不敢相信自己的眼睛,“这难道就是异齿龙?它可没有在中国发现过啊!”“更要命的是,这块异齿龙怎么还有毛发?这个特征与鸟臀目的物种可是八杆子都打不着的。”直到现在,尤海鲁还对当时的邂逅意犹未尽。

新世纪最耀眼的精灵

天宇龙化石

  那么,这块化石出自何处?其实,它身上那一缕缕毛状物就说明了它的出生地——中国辽西,距今1.2亿年的早白垩世(1.4亿至9600万年前)。

  中国辽西是近十年来研究恐龙的新圣地,得益于频繁的火山活动,这里的动植物周期性地被火山喷出物与河流、湖泊的沉积物所覆盖,一层层细腻如脂的页岩保存了大量极为精美的化石。而最令古生物学家趋之若鹜的是,这里不仅化石丰富,保存完整,而且保存了诸如毛状物、羽毛和翼膜等往常极难保存的软组织。这为揭开鸟类起源,飞行起源,现代型哺乳动物起源等古生物圣杯的奥秘提供了极为充足的材料,此次的新发现再次验证了这个圣地的盛名不虚。

  化石研究的前奏是细致的修理,这需要经验丰富的技工小心翼翼地剔除包裹在化石上的围岩。随着化石渐渐露出庐山真面目,尤海鲁心里一块石头也算落了地,眼前这6厘米的小脑袋上分明有着三种不同形态的牙齿,无疑属于异齿龙类。经过近半年的研究,尤海鲁确认此具化石为异齿龙类的新属新种,命名为孔子天宇龙(Tianyulong confuciusi)。“天宇”表明化石收藏于山东平邑的山东天宇自然博物馆,加之平邑邻近孔夫子故乡,所以其种名为“孔子”。这篇论文发表在3月19日的《自然》杂志上,引起了学界与公众的轰动。

  天宇龙全长约70厘米,其中尾巴长44厘米,占全长一半以上,这也是多数双足行走恐龙的特征,长长的尾巴可以为高速奔跑的躯体提供平衡性。而天宇龙之所以被确认为新物种,关键在其前颌齿。与有着数对前颌齿的异齿龙不同,天宇龙只有一对前颌齿,并且呈犬齿状。而该前颌齿的基部附近,则有着一个半圆形的齿间隙,这是用来容纳下颌那颗大獠牙的。相对于异齿龙,这个齿间隙则是三角形的。更加细节的还包括,天宇龙并没有其他异齿龙那样分布于齿冠边缘的锯齿。虽然这些特征看上去很枯燥无味,但恰恰是它们构成了整个古生物学物种间的鉴别体系。

  天宇龙的横空出世让我们对这类神奇的小恐龙有了更多的认识。此前,异齿龙类主要包括非洲早侏罗世的异齿龙、醒龙(Abrictosaurus)、狼鼻龙(Lycorhinus)、鹤龙(Geranosaurus?),以及欧洲英格兰早白垩世的棘齿龙(Echinodon),美洲晚侏罗世也有零星发现。不过,此前作为早白垩世异齿龙类的唯一代表,棘齿龙的标本极为残破,仅是一段不完整的颌骨。天宇龙的发现,不仅将异齿龙类的地理分布,从非洲、欧洲、美洲拓展到亚洲,而且证明它们一直生存到了早白垩世,并同时确认了欧洲和北美异齿龙类化石的可靠性。异齿龙类的四处发现并不是表明它们有什么远渡重洋的能耐,而是当这类恐龙刚出现时,泛大陆(古生代至中生代期间形成的那一大片陆地)仍结合在一起,这使得异齿龙类可以随处迁徙。

找到了最原始的羽毛

  天宇龙最大的闪光点还不在于其地理或年代分布,而是它身上那一缕缕毛状物。此毛不是彼毛,天宇龙的“毛状物”准确来说应该叫丝状皮肤衍生物。因为恐龙与鸟类的羽毛与哺乳动物的毛有着不同的形成机制,后者由外胚层而来,前者和爬行动物的鳞片一样,是由中胚层参与的。天宇龙的毛状物分布于三个区域:颈部、背部、尾巴;其中以尾部的毛状物最长,长约6厘米,是尾椎高度的7倍。

  我们知道,羽毛的起源和早期演化一直是古生物学界悬而未决的谜团之一。近年来,科学家从古生物学、胚胎发育学、分子生物学等不同角度对这一问题进行了广泛研究。根据现代胚胎发育学推断,羽毛的演化分为四个阶段,从鳞片延长成原始的管状;基部的分叉,鳞片中部增厚,出现羽轴和羽支;长出羽小支和羽小钩等构造,最终形成现代鸟类的飞羽。其中的第一阶段,就是鳞片延长的早期,最原始的羽毛形态应当是较长的、管状的、未分叉的丝状结构。该构造除了出现在兽脚类恐龙中的中华龙鸟(Sinosauropteryx)与北票龙(Beipiaosaurus)身上外,就再没有发现过。

  令人拍案惊奇的是,天宇龙这身毛状物恰恰具备了管状和不分叉的特点!此前,人们从未在鸟臀目恐龙身上,发现过任何毛抑或羽毛的痕迹。因为,羽毛的进化已经在兽脚类恐龙身上得到了完美的展现:从单根的细丝状结构的中华龙鸟,开始出现分叉的中国鸟龙(Sinornithosaurus),对称羽片的尾羽龙(Caudipteryx),到非对称羽片的小盗龙(Microraptor),作为羽毛最后阶段的小盗龙已经如同“X战机”般,运用“四个翅膀”在林间自由滑翔了。而在鸟臀目恐龙身上出现这种最原始羽毛的结构,绝对出乎所有古生物学家的意料。在兽脚类恐龙上发现毛状物与羽毛已经颠覆了一次恐龙外形的传统,那么,天宇龙很可能将再次打破另一个禁忌——或许最早的恐龙和它们相当一部分后裔都是带“毛”的,恐龙世界将更加绚丽多彩!

  “天宇龙化石的发现,让关于恐龙羽毛的争论转向了一个全新的方向,同时也是一个让人困惑的方向。”美国俄亥俄州大学古生物学家威特默(Lawrence M. Witmer)如此评论。

  诚然,天宇龙使羽毛的演化过程更为复杂,从长鳞龙类、翼龙类、兽脚类和鸟类,到现在新加入的鸟臀目,这些毛状结构是否都来自一个源头?迄今仍无定论。天宇龙毛状物的构造暗示着它们与兽脚类的皮肤衍生物是同源的,那么该结构也很可能存在于蜥臀目和鸟臀目分化之前的,最原始的恐龙中,但现有材料尚不能充分证明这个同源论。因为已知“原始羽毛”都是在较进步的兽脚类中发现的,这或许说明早期的兽脚类并不带毛。那么,兽脚类和鸟臀类的共同祖先也很可能不带毛。这样,天宇龙和兽脚类的毛状物就是分别由趋同演化(两种不具亲缘关系的动物长期生活在相似的环境,因需要而发展出相同功能的器官的现象)所致。

  “ 但目前有一点可以确认,羽毛进化之初始目的,并不是为飞行,而更是一种展示手段,可以用来装饰自己,吸引异性,起着求爱信息的作用或警告来犯者。”尤海鲁信心满满地说,“如有机会,你和赵闯此次为《自然》绘制的复原图可以更加大胆一些,把它画成一个‘豪猪’状,这更符合我的理解!”我赶紧一口答应下来,看来,恐龙世界在这班年轻学者手中着实变得日新月异,龙羽曼妙,精彩如斯。


本文已发布在本期《新发现》杂志上。

19 Responses to “打破羽毛起源禁忌之门——横空出世的天宇龙”

  1. 蜘蛛侠 说:

    哈哈 !!这次是我做沙发啦!!!!

  2. weed 说:

    吼吼~~没人抢沙发吗?

  3. 知道了 说:

    立达的大作啊!

  4. Alchemist 说:

    我是学地质的,看来可以考虑考虑往古生物学上发展

    • dinosaur 说:

      其实学动物学的更容易对古动物学上手…地质反而要学更多的东西。

      • anakin 说:

        古生物学有何入门初级读物?

        一直很向往的一个专业,希望有机会能实地考察

  5. 四月 说:

    好久不见邢立达!!!!

  6. Sundae 说:

    原来孔雀开屏还是有始祖的……

  7. maokk 说:

    人就是进化不出来这个,倒是有了个懒懒的大脑。

  8. 红孩子 说:

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  9. 鱼八 说:

    记得好像这个化石的真实性有过争议?

    • dinosaur 说:

      不是这样的,最初是外国笨记者质疑化石的来源,因为这是一个比较“个人”的博物馆,馆长征集了大量的标本,而不是挖掘来的。但现在辽西的标本,几乎所有科研机构都是“征集”而非“挖掘”,所以也就没什么了。

  10. Metaverse 说:

    恐龙长毛是用来装饰自己……跟头发一个样。。。

  11. 说:

    嘿嘿 嘿嘿 嘿嘿

    本文在《新发现》首发

  12. BillLiv 说:

    恐龙,这个古老而神秘的物种,曾是地球昔日的霸主,是如何起源的,怎样灭绝的,至今仍有许多谜未解开。
    期待更多的发现,

  13. 说:

    电视上推荐,上来一看,不是虚传,强烈支持!!!

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