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中生代的陆地霸主
——恐龙

2011-09-27

生物进化 2011年1期
关键词:顾氏羽毛恐龙

中生代的陆地霸主
——恐龙

毫无疑问,恐龙是中生代陆地世界的绝对主角。有关于它们的故事也最为人们所乐道,大量的书籍、影视节目也以恐龙为题材,刺激着人们的神经。恐龙是地球生命历史上曾经一度获得过空前成功的一类生物,它们在地球上存活了1.65亿年之久(2.3亿年前到6千5百万年前),并且在此期间的大部分时间里,它们都是最大的、最丰富和分布最广泛的陆地动物。

按照腰带(骨盆)的类型,恐龙可以分为蜥臀类和鸟臀类两大类,前者又可区分出植食性的蜥脚类和肉食性的兽脚类。蜥脚类个体巨大,四足行走,脖子和尾巴很长,脑袋很小,主要生活在湖沼地区,过着两栖生活。我国发现的蜥脚类恐龙有川滇地区的禄丰龙(Lu fe ng o sa u rus)、四川盆地的马门溪龙(Ma me n ch isa uru s)、天山龙(Tiensh anno sau ru)、秀足龙(Eu h elo p us)和山东的盘足龙(He lo pu s)。蜥脚类的一些种类是地球上最庞大的陆生动物,如梁龙(Diplo d ocu s),其身体总长可达26米,产自非洲东部的腕龙体长22米,体高6米多,体重近80吨。

兽脚类的前肢变小,后肢强壮有利,牙齿锋利,是凶猛的肉食动物。凡事都有例外,最近我国科学家在辽西热河生物群竟然发现了属于兽脚类的切齿龙却以植物为食,这一发现丰富了我们对兽脚类恐龙生活习性的认识。晚白垩世的霸王龙(Tyra n o sa u ru s)可以说是兽脚类恐龙最著名的代表,它们的体长达17米,牙尖齿利,堪称肉食性恐龙中的王者,这类恐龙在我国新疆和山东等地均有发现。此外我国的兽脚类恐龙还有产自四川盆地的四川龙(S ze ch ua n o sa u rus)和峨嵋龙(O me isa u ru s)。

鸟臀类恐龙大都是两足行走,因骨盆结构和站立姿势与鸟类的相似,故名。鸟臀类在白垩纪最为繁盛,有鸟脚龙、剑龙、甲龙和角龙四个大类。鸟脚类中有鹦鹉嘴龙(P sitta co sa u ru s)和鸭嘴龙(Ha d ro sa u ru s);剑龙和甲龙都身披骨板构成的重甲,用以防御捕猎者的袭击,剑龙最早出现在晚侏罗世,于早白垩世灭绝,它们的生态位被甲龙所取代,后者一直延续到晚白垩世;角龙自白垩纪后期开始出现,一直繁盛到白垩纪末,是灭绝最晚的一类恐龙。

恐龙最早出现在2.3亿年前的晚三叠世,在随后的1.65亿年里它们牢牢占据陆生动物群的老大位置。产自阿根廷的始盗龙(E o ra pto r)和黑瑞龙科(Herrerasauridae)似乎是真正的兽脚亚目的食肉恐龙。

始盗是体长仅1米左右的小型动物,它的前肢不到后肢的一半长,说明它是两足行走的,其前肢有三指,可抓握,这一特征与其他特征将它们与兽脚亚目紧密联系在了一起。始盗龙的发现表明了恐龙是从同一共同祖先快速分异产生的,这个祖先体型小,出现在三叠纪早期的中喀尼阶。与始盗龙同时的还有产自阿根廷的黑瑞龙(He rre ra sa u rus),以及南十字龙(S ta urikosa uru s)、皮萨诺龙(P isa n o sa u rus)和产自北美的腔骨龙(C o e lo-p h ysis),它们的体型比始盗龙更加庞大。其中,南十字龙和黑瑞龙属于同一个科——黑瑞龙科。对这些早期恐龙所处的动物群的研究表明,它们都仅仅是所属动物群的一小部分。

三叠纪末,地球上又发生了一次大规模生物灭绝事件,这次事件虽然没有二叠纪末那次那么惨烈,也没有白垩纪末那次那么著名,但对生命世界还是产生了深刻的影响,尤其对海洋生物来说是惨痛的:牙形石灭绝,除鱼龙外所有的海生爬行动物都消失了。腕足动物和腹足动物等无脊椎动物受到巨大冲击。在海洋中,22%的属及大约一半的种消失了。许多早期恐龙也均灭绝,而那些发达一些的恐龙却幸存了。无论如何,这次灭绝事件为恐龙的发展提供了巨大的机会,在此后的1500万年中,恐龙成为了地球上最主要、种类最多和数量最大的动物类群。

在中国大地上,除了少数几个省市之外,大部分省市自治区都曾经发现过恐龙的遗迹。在中国已经发现并命名了近两百种恐龙,超过美国成为全世界发现恐龙属种数量最多的国家。从早侏罗世到晚白垩世,在中国发现的化石构成了一部近乎完整的恐龙演化史。两大目,五大类,数十个科的恐龙,都能在中国找到代表。得益于这些得天独厚的条件,加上恐龙学者的努力,在《自然》、《科学》等国际学术期刊上,中国发表数量最多、影响最大、被引用最频繁的当属恐龙研究领域。从辽宁双河屯到甘肃刘家峡,从新疆七彩湾到山东诸城“恐龙涧”,从河南汝阳到云南禄丰,从内蒙古二连浩特到四川自贡,一个个恐龙化石宝库向我们讲述着曾经沧海的龙国往事,令人不由得心生神往之情。

在古生物学研究领域,材料为王,谁掌握了化石材料,谁就可以号令天下。我们在此不谈具有世界上规模最大恐龙化石群的诸城“恐龙涧”,也不谈目前世界上收藏和展示侏罗纪恐龙化石最多的自贡,而是要说说那些长有羽毛的神奇恐龙。

羽毛是鸟类的象征,是飞翔的象征,虽然早在140多年前就有人提出鸟类起源于恐龙的学说,并于1861年在德国南部的索伦霍芬发现了第一只所谓的“长羽毛恐龙”始祖鸟。但鸟类起源于恐龙的观点并没有获得太多的认可。直到20世纪70年代和80年代,随着与鸟类具有许多相似特征的恐爪龙被发现和对恐龙系统发育的详细研究,人们才逐渐认识到鸟类不仅起源于恐龙,而且本身就是恐龙不可分割的一个分支。此后,鸟类起源于恐龙这一理论影响越来越大,化石证据也越来越多,已成为主流学派。

从1990年代至今,中国古生物学家在辽西及其相邻地区发现了许多保存良好的长羽毛的恐龙化石。在这些恐龙化石中,有些还只是具有很原始的羽毛类型,有的已经拥有和鸟类相媲美的羽毛,还有一些保存了许多以前未知的鸟类骨骼的特征。这些都在说明:在恐龙演化的某个阶段,它们产生了羽毛!这些发现连结了恐龙与鸟类的关系,并导致更多羽毛与飞行的演化假说。据统计,截至2010年世界各地总共发现了多达28种长有羽毛的恐龙。

奇异辽宁龙(Lia o n in g o sa u ru s p a ra d o xu s)

辽宁龙是早白垩世一种独特的甲龙类恐龙。正模标本是一组完整的幼年个体骨骼,发现于中国辽宁省的义县组,地质年代为白垩纪早期的阿普第阶。这组幼年骨骼呈关节未脱落的天然状态,约有34厘米长,是甲龙下目已知最小型的成员。辽宁龙与其他甲龙下目的不同之处,在于它的下颌仍保存有外孔洞,可能仍保存有眶前孔。另一个独特的地方是它有其他甲龙下目所没有的腹部装甲,甲板呈六角形及菱形。

赫氏近鸟龙(An ch io rn is h u xle yi)

赫氏近鸟龙是一种带羽毛的恐龙,化石发现于辽宁省建昌县玲珑塔地区的侏罗纪髫髻山组,距今约1.6亿年。赫氏近鸟龙是迄今已知世界上最早的长有羽毛的恐龙,较以往热河生物群中发现的“带毛恐龙”要早约2000万至3000万年,比以往所知世界上最早的鸟类要早约几百万年至1000万年。在赫氏近鸟龙化石骨架周围清晰地分布着羽毛印痕,特别是在前、后肢和尾部都分布着奇特的飞羽。更奇特的是,赫氏近鸟龙趾爪以外的趾骨上都被有羽毛,这种完全被羽的特征在灭绝物种中尚无报道。赫氏近鸟龙的发现进一步缩短了初鸟类、伤齿龙类和驰龙类之间的形态差距。最新研究显示,赫氏近鸟龙形似鸡,嘴似啄木鸟,头顶有一簇红褐色的羽毛,翅膀黑白相间,翼间黑色;腿上也长满了长长的羽毛,这些羽毛一直延伸到脚趾附近,好像另外一对翅膀,同样是黑白相间。赫氏近鸟龙羽毛可能不是用来飞翔,而是用来吸引异性,恐吓敌人,甚至驱赶猎物。

顾氏小盗龙(Microra p to r gu i)

顾氏小盗龙的化石产于辽宁省朝阳市太平房镇,时代为白垩纪早期。顾氏小盗龙属于驰龙科,正型标本全长仅约77厘米,躯干相对较短,仅为后肢长的44%—50%,尾比身体长。2003年一经发表,顾氏小盗龙立即成为恐龙家族的明星。顾氏小盗龙的发现为关于鸟类飞行起源之谜的“树栖起源说”和“地栖起源说”的争议添加了新的砝码,研究者认为顾氏小盗龙为“树栖起源滑翔说”提供了最直接的化石证据。

中华龙鸟(S in o sa u ro p te ryx)

产地:辽宁省北票市的尖山沟

时代:早白垩世,约1.246亿-122亿年前

中华龙鸟意为“中国的有翼蜥蜴”,是目前所发现拥有化石化羽毛痕迹的恐龙中,年代最早而且最原始的,也是辽宁省热河群发现的第一块恐龙化石。中华龙鸟是最小型的兽脚类恐龙之一,正模标本是个接近成年个体,身长约68厘米。中华龙鸟可能是美颌龙的近亲,但四肢比例较短。中华龙鸟有64节尾椎,具有兽脚类恐龙中最长比例的尾巴。在化石标本的胃部曾发现过完整的蜥蜴颅骨和哺乳类的颌部,表明中华龙鸟能以行动迅速的小型动物为食。中华龙鸟的身体与尾巴羽毛,可分为深色、淡色两种区块,借由与现代鸟类羽毛中的黑色素体作比对,推测中华龙鸟的深色羽毛,在生前应该呈现粟色或红棕色。

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