一般人只知道漫漫絲綢古道有數(shù)不盡的人文景觀,殊不知一個(gè)又一個(gè)引起轟動(dòng)的古生物化石,在人們面前展示出另一個(gè)神奇世界。僅在甘肅境內(nèi),就有黃河古象,世界上行走距離最長(zhǎng)的恐龍足跡(永靖),古生物化石博物館(和政)等。
最近10年里,沒有哪個(gè)古生物學(xué)分支像鳥類和恐龍化石的研究進(jìn)展得這么快,爭(zhēng)論得這樣大,媒體炒作得這么歡。新材料、新論著不斷地涌現(xiàn)出來,使得傳統(tǒng)教科書上的觀點(diǎn)幾乎過時(shí)了。美國(guó)古鳥類學(xué)家L.馬?。∕artin)認(rèn)為:“我們對(duì)早期鳥類演化的了解,真正革命性的變化發(fā)生在中國(guó)最近5年中———它們的出現(xiàn)改寫了鳥類進(jìn)化的歷史?!?/p>
追溯歷史,中國(guó)鳥類化石的研究始于1895年,但在1932年以前均為外國(guó)學(xué)者所報(bào)道,這實(shí)際是一種半殖民地性質(zhì)的掠奪———他們把采集的化石全部帶到了國(guó)外。1932年,首次由我國(guó)著名古生物學(xué)家楊鐘健先生報(bào)道了北京周口店一件白肩雕頭骨化石,其后他又多次報(bào)道了鴕鳥蛋化石。這幾件化石發(fā)現(xiàn)在距今約200多萬年前的第四紀(jì)地層中。
直到1981年中國(guó)才發(fā)現(xiàn)了第一塊中生代的鳥化石。1984年發(fā)表了它的研究報(bào)告,定名為甘肅鳥。這一化石為在中國(guó)采集早期鳥類化石帶來了希望。這件中國(guó)第一鳥化石,是由故去的劉智成等發(fā)現(xiàn)于甘肅省玉門昌馬早白堊紀(jì)(距今約1.2億年)的地層中。
甘肅鳥化石保存有一較完整的左后下肢骨骼化石,帶有全部趾骨和爪,第Ⅳ趾加長(zhǎng),呈自然狀態(tài)連在一起,這是現(xiàn)代生活在岸邊的水禽所具有的特征。研究結(jié)果表明,甘肅這一早期鳥類,一方面顯示出與現(xiàn)生鳥類相似的進(jìn)步性質(zhì),另一方面還殘存著某些原始構(gòu)造, 具有自己的特點(diǎn)。它顯示出早期鳥類進(jìn)化階段中的一個(gè)代表類型,與以往國(guó)外發(fā)現(xiàn)的材料明顯不同,因此,建立了新的目、科、屬種:甘肅鳥目;甘肅鳥科;目前科中僅有一屬,甘肅鳥屬;屬型種,玉門甘肅鳥(新種)。估計(jì)甘肅鳥可能有如魚鳥那樣的牙齒和頭型。
在玉門昌馬發(fā)現(xiàn)中生代早期的甘肅鳥,是我國(guó)第一件中生代鳥類化石,為當(dāng)時(shí)陸相地層中最早的鳥類,它是世界上水鳥或者濱岸鳥的最早化石代表之一。它啟示我們生活在岸邊的水鳥適應(yīng)性輻射開始得比較早。從對(duì)甘肅鳥化石及相伴生的動(dòng)、植物群的性質(zhì)和巖性分析來看,在白堊紀(jì)早期,昌馬地區(qū)氣候濕熱,湖水蕩漾,岸邊植物叢生,水中魚類、甲殼類繁盛,這就為鳥類的棲息、繁衍準(zhǔn)備了充足的條件。1996年,美國(guó)北卡羅來納大學(xué)的古鳥類學(xué)家菲多西亞(A. Feduccia),在他的《鳥類的起源和進(jìn)化》一書中,第一次依據(jù)化石復(fù)原了甘肅鳥的生活圖,可以看出甘肅鳥的重要。
20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的甘肅鳥化石盡管僅僅是下肢骨的一部分,在常人眼中無足輕重,但當(dāng)時(shí)的一些科學(xué)家已預(yù)感到這將在鳥類進(jìn)化,乃至古生物學(xué)領(lǐng)域爆發(fā)一場(chǎng)爭(zhēng)論。人們的注意力已從海相沉積的始祖鳥轉(zhuǎn)向陸相沉積的鳥類,目光也逐漸從西方轉(zhuǎn)至東方,投向中國(guó)。
發(fā)現(xiàn)甘肅鳥后又過了15年,1996年末到1997年春,世界多家新聞媒體相繼報(bào)道了中國(guó)遼寧省朝陽地區(qū)發(fā)現(xiàn)的兩種原始鳥類化石:孔子鳥和“中華龍鳥”??鬃峪B的研究者是中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所古鳥類學(xué)家侯連海、周忠和等。他們認(rèn)為發(fā)現(xiàn)于遼寧省北票市四合屯的孔子鳥是中國(guó)目前發(fā)現(xiàn)最古老的鳥化石,其形態(tài)特征和地質(zhì)年代都與德國(guó)巴伐利亞州索倫霍芬產(chǎn)的始祖鳥相近,地質(zhì)時(shí)代是侏羅紀(jì)晚期,距今大約1.45億年。
孔子鳥公開后不久,一只被認(rèn)為更原始的鳥———“中華龍鳥”,1996年9月2日見于媒體,中國(guó)地質(zhì)博物館的季強(qiáng)研究員指出,這一帶“羽毛”的化石是一只原始的鳥,歸于鳥綱,稱它是世界上發(fā)現(xiàn)的最古老的鳥,是現(xiàn)代鳥類的真正鼻祖,鳥類是由恐龍進(jìn)化的論點(diǎn)由此得到驗(yàn)證,季強(qiáng)認(rèn)為“中華龍鳥”生存之時(shí)代較孔子鳥之時(shí)代要早,地質(zhì)年代是侏羅紀(jì)晚期偏早階段。
事情并沒有結(jié)束,1996年10月17日,美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》刊載中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所陳丕基研究員,在美國(guó)休斯頓召開的北美古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)第56屆年會(huì)上公布了一只產(chǎn)自中國(guó)遼寧省的“帶毛的恐龍”照片,引起了與會(huì)者的極大興趣。后經(jīng)過證實(shí),季強(qiáng)的“中華龍鳥”和陳丕基的“帶毛的恐龍”,都來自遼寧省北票市的上園鄉(xiāng)四合屯村。陳丕基研究員公布的“帶毛的恐龍”實(shí)為“中華龍鳥”化石標(biāo)本之正模,是同一個(gè)個(gè)體。當(dāng)人們?cè)诓杉臅r(shí)候,經(jīng)常是把這種巖石劈成兩片,這樣保存在巖石上的動(dòng)物化石就會(huì)變成對(duì)稱的兩塊,一塊稱為正模,另外一塊稱為負(fù)模。
毫不夸張地說,“中華龍鳥”是有史以來最完整、精美保存著“羽毛”的小型獸腳類恐龍化石。這一件(兩塊)79厘米長(zhǎng)的未成年的個(gè)體,是1.25億年前化石之珍品,也是掀起席卷全球的“龍鳥之爭(zhēng)”的明星主角。
但是科學(xué)發(fā)現(xiàn)并不像一加一等于二那樣簡(jiǎn)單,“龍變鳥”結(jié)論的成立也不是很快就被人們接受的。因?yàn)椋瑹o論是“中華龍鳥”還是后來發(fā)現(xiàn)的“意外北票龍”,它們身上發(fā)育的還只是一種細(xì)絲狀的皮膚衍生物,和鳥類的羽毛還有很大差別。許多反對(duì)鳥類恐龍起源說的人并不承認(rèn)它們的意義。一位反對(duì)鳥類恐龍起源說的學(xué)者這樣說過:“如果誰能找到長(zhǎng)著真正羽毛的恐龍,我將毫不猶豫地站在鳥類恐龍起源說一邊!不過,我實(shí)在無法想象恐龍長(zhǎng)著羽毛會(huì)是什么模樣,因?yàn)閷?duì)恐龍來說,長(zhǎng)羽毛實(shí)在毫無意義!”
沒有想到,“毫無意義”的事情確實(shí)發(fā)生了!
1997年3月出版的《中國(guó)地質(zhì)》雜志上,刊登了季強(qiáng)等撰寫的一篇題為《中國(guó)的始祖鳥類化石》的論文。對(duì)任何關(guān)心鳥類起源研究的人來說,僅僅這個(gè)題目就具有很大的誘惑力。稍有鳥類知識(shí)的人都知道,始祖鳥是世界公認(rèn)的鳥類始祖。從它重見天日的時(shí)候起,就成了古生物學(xué)家們的寵兒,一直高高在上,無可匹敵。100多年來,除了發(fā)現(xiàn)于德國(guó)索倫霍芬的七件標(biāo)本外,在世界其他地方還沒有發(fā)現(xiàn)任何能夠與它媲美的同類化石。
中國(guó)的科學(xué)家第一次在德國(guó)之外發(fā)現(xiàn)類似的化石,其意義是不言而喻的。季強(qiáng)等在文章中這樣評(píng)價(jià)他們這次命名的“原始祖鳥”:“原始祖鳥”和德國(guó)的始祖鳥相似,但骨骼更強(qiáng)壯,形態(tài)更原始;身體已經(jīng)發(fā)育有真正的羽毛。
“原始祖鳥”到底是一種什么樣的動(dòng)物呢?“原始祖鳥”大約有一只雄鷹那樣大小,嘴里長(zhǎng)著牙齒,生有長(zhǎng)長(zhǎng)的前肢和長(zhǎng)長(zhǎng)的后肢。大家也許還記得電影《侏羅紀(jì)公園》中那群小而兇猛的叫作迅猛龍的恐龍,“原始祖鳥”的總體形態(tài)和這種叫作迅猛龍的小恐龍非常相像。如果從形態(tài)研究的角度定義,“原始祖鳥”還不能算作鳥類。大家知道,鳥類是一類長(zhǎng)著羽毛會(huì)在天空中飛翔的脊椎動(dòng)物。包括始祖鳥在內(nèi)的所有鳥類都符合這個(gè)定義。雖然有些鳥類,比如鴕鳥,并不會(huì)飛行,不過生物學(xué)家們也有足夠的證據(jù)表明鴕鳥的祖先是會(huì)飛翔的一類動(dòng)物,它們是次生失去飛行能力的一種鳥類?!霸甲骧B”的形態(tài)結(jié)構(gòu)表明它并不會(huì)飛行,而且,從它的系統(tǒng)位置來看,它的祖先并不會(huì)飛翔,因此,把“原始祖鳥”歸入鳥類是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>
然而,“原始祖鳥”的最重要的科學(xué)意義恰恰就在于它不屬于鳥類,卻又長(zhǎng)著羽毛。
也許不僅普通人,即便是一些世界知名的古生物學(xué)家都不能接受這個(gè)事實(shí):一個(gè)恐龍長(zhǎng)著真正的羽毛,這實(shí)在是一件荒唐的事情。
1998年,季強(qiáng)等與北美古生物學(xué)家合作在國(guó)際上報(bào)道了“原始祖鳥”的發(fā)現(xiàn)。在6月25日出版的英國(guó)《自然》雜志上的一篇文章中,他們修訂了季強(qiáng)在國(guó)內(nèi)文章中出現(xiàn)的差錯(cuò),給“原始祖鳥”重新定位。這次,他們把“原始祖鳥”歸入獸腳類恐龍,而不是像最初鑒定的那樣屬于鳥類。不過,它的牙齒沒有典型的肉食龍那樣尖銳,它也沒有馳龍那樣獨(dú)特的尾巴。在同一篇文章中,他們還報(bào)道了另外一種新的獸腳類恐龍———鄒氏尾羽龍。
“原始祖鳥”和尾羽龍的發(fā)現(xiàn)在生物學(xué)歷史上第一次把羽毛的分布范圍擴(kuò)大到鳥類之外,表明羽毛發(fā)生在鳥類出現(xiàn)之前,羽毛不能再用來鑒定鳥類的特征。以后如果我們發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)羽毛的動(dòng)物化石,必須仔細(xì)觀察它的骨骼形態(tài),才能確定它屬于鳥類還是肉食恐龍,因?yàn)椋L(zhǎng)羽毛未必就是鳥類,它有可能是一個(gè)長(zhǎng)著羽毛,棲息于地面上的肉食恐龍。
隨著中華龍鳥、意外北票龍、原始祖鳥的發(fā)現(xiàn),在北票地區(qū)又相繼發(fā)現(xiàn)了遼寧鳥、長(zhǎng)城鳥和中國(guó)鳥龍等帶“羽毛”的恐龍化石以及早期被子植物化石,北票四合屯成了“中國(guó)的索倫霍芬”,世界著名的古鳥類和帶“羽毛”恐龍化石產(chǎn)地,使全世界的古生物學(xué)家屏息以待,將目光聚焦到了中國(guó)遼寧北票這個(gè)不起眼的小山村———四合屯。這群1.25億年前的“幽靈們”,向世人展示了生命演進(jìn)的多樣性,解譯了鳥的起源、鳥與恐龍的譜系關(guān)系、哺乳動(dòng)物進(jìn)化的轉(zhuǎn)型過程、昆蟲與有花植物的共同演化。在人們歡欣鼓舞,祝賀這些化石珍品現(xiàn)身時(shí),也有貪婪的眼睛盯著它,垂涎欲滴。
1999年11月,一件走私到美國(guó)的化石,在世界著名的雜志———美國(guó)《國(guó)家地理》雜志上刊出,后來證明是一只來自中國(guó)遼西拼接的化石。這就是有名的“遼寧古盜鳥”事件。它使世界上幾位恐龍權(quán)威們名譽(yù)掃地,成了世界科學(xué)史上一樁丑聞。
事件始末是這樣的,1999年2月初,猶他州不蘭丁恐龍博物館的館長(zhǎng)斯提芬·克瑞克斯夫婦在亞利桑那州圖桑“化石和礦石”交易市場(chǎng)上花了8萬美金買下了一塊化石。這塊57×48厘米的石板上,清晰地鑲嵌著一只與雄雞大小差不多的動(dòng)物骨架,帶回了博物館。這就是“遼寧古盜鳥”的標(biāo)本。
斯提芬·克瑞克斯夫婦兩人都是藝術(shù)家,酷愛恐龍,創(chuàng)造了許多恐龍?jiān)煨?。他們與世界著名的恐龍學(xué)家菲力普·居理很熟,所以得到這塊化石后,斯提芬·克瑞克斯很快告知菲力普·居理,并邀請(qǐng)居理與他合作研究這塊化石。
菲力普·居理曾多次來到中國(guó),參加過中國(guó)—加拿大恐龍考察五年,所以他知道中國(guó)法律規(guī)定“脊椎動(dòng)物化石”是不許出口的。這件化石是走私貨,為了研究須有中國(guó)學(xué)者參加方能發(fā)表。他開始建議通過美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)出面與中國(guó)有關(guān)方面聯(lián)系。1999年3月美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)先后給中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所所長(zhǎng)邱鑄鼎和張彌曼院士、中國(guó)地質(zhì)博物館館長(zhǎng)季強(qiáng)寫信邀請(qǐng)中方派人參加研究工作,聲稱化石研究完畢后將歸還中國(guó)。但提出了一些較為苛刻的條件,其中包括得到一定的補(bǔ)償、享有研究權(quán)和享有五年的保存權(quán),盡管如此,為能使這塊化石“完璧歸趙”,中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所同意派最優(yōu)秀的博士生徐星參與研究工作。
1999年10月,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的王元青和徐星出席了《國(guó)家地理》雜志召開的新聞發(fā)布會(huì)。10月15日徐星代表古脊椎動(dòng)物與古人類研究所簽收了“古盜鳥”標(biāo)本。他去了布蘭丁博物館觀察了標(biāo)本,據(jù)他后來的回憶,他當(dāng)時(shí)對(duì)化石產(chǎn)生過懷疑,曾向有關(guān)人士指出過標(biāo)本被拼接過的一些細(xì)節(jié),尤其是這一標(biāo)本的身體和尾部存在明顯的一個(gè)拼接縫,而且身體和尾巴保存的腹背方向不一致,標(biāo)本的其他部分也存在一些類似的情況。后來因?yàn)樾煨窃诿绹?guó)參與研究時(shí)看到了斯提芬·克瑞克斯給他的巖性分析和掃描的照片,這些“高科技數(shù)據(jù)”也都支持“古盜鳥”是一個(gè)動(dòng)物,當(dāng)時(shí)沒有確實(shí)的證據(jù)給予否定。
盡管徐星看出標(biāo)本被拼接過,但并沒有影響《國(guó)家地理》雜志發(fā)表這一文章,因?yàn)楫?dāng)時(shí)人們認(rèn)為這可能是由同一動(dòng)物個(gè)體化石散架后被重新拼接的?!秶?guó)家地理》雜志1999年第11期,以《霸王龍有羽毛嗎?》為題,報(bào)道了一塊似鳥非鳥、似龍非龍的動(dòng)物,叫作“遼寧古盜鳥”的化石。這只長(zhǎng)著類似始祖鳥的頭和翅膀,有著典型小獸腳類恐龍———馳龍式的棒狀的尾巴的動(dòng)物,來自中國(guó)遼寧省。研究者聲稱他們找到了連接鳥類和恐龍類進(jìn)化過程中缺失的環(huán)節(jié),它真正能飛翔,并認(rèn)為鳥類由小型獸腳類恐龍進(jìn)化而來的假說也得到證明。
事情的發(fā)展有時(shí)是人們根本無法預(yù)測(cè)的,1999年12月,徐星和同事們?cè)谘芯縿倓偘l(fā)現(xiàn)于遼寧朝陽的小盜龍標(biāo)本時(shí),發(fā)現(xiàn)“遼寧古盜鳥”標(biāo)本的尾部實(shí)際上就是小盜龍尾部的另外一半?!斑|寧古盜鳥”顯然是由不同動(dòng)物的骨骼拼湊起來的,是一個(gè)人為的“物種”。也就是說,這一怪物是人加工做成的,一個(gè)古鳥的身軀接上了一個(gè)馳龍的尾巴!
徐星隨即通過電子郵件將這個(gè)發(fā)現(xiàn)通知了美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)。這一消息震驚了包括《國(guó)家地理》雜志主編在內(nèi)的所有人。本著有錯(cuò)必糾的原則,美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)于2000年1月對(duì)外宣布了這一消息,隨即在西方國(guó)家引起了軒然大波 。4月4日,由多倫多大學(xué)的休斯(H.D. Sues)博士領(lǐng)導(dǎo)的專家小組一致認(rèn)為,徐星的結(jié)論是正確的,即“遼寧古盜鳥”確實(shí)是一個(gè)拼湊的動(dòng)物。隨后,美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì)對(duì)外正式宣布了這一消息。
在這之后,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所通過美國(guó)國(guó)家地理學(xué)會(huì),繼續(xù)和美國(guó)猶他州布蘭丁恐龍博物館商談?dòng)嘘P(guān)標(biāo)本歸還事宜。2000年5月28日,“遼寧古盜鳥”標(biāo)本終于回到了中國(guó)?,F(xiàn)在這一標(biāo)本正陳列在中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的一個(gè)展廳中?!斑|寧古盜鳥”標(biāo)本是外國(guó)博物館或者個(gè)人第一次無償歸還流失到國(guó)外的具有重要科研價(jià)值的古脊椎動(dòng)物標(biāo)本。根據(jù)雙方達(dá)成的協(xié)議,中美科學(xué)家已對(duì)這一標(biāo)本的真正的科學(xué)意義進(jìn)行了研究和探討。
從目前掌握的情況看,“遼寧古盜鳥”標(biāo)本至少是由兩種不同的動(dòng)物拼湊而成的。它的頭部和身體部分代表一種全新的中生代鳥類,初步觀察表明這種鳥類比大多數(shù)同時(shí)代鳥類要進(jìn)步,具有更強(qiáng)的飛行能力,對(duì)于研究原始鳥類向進(jìn)步鳥類的演化可能具有重要意義。它的尾巴是一種馳龍的尾巴,但在形態(tài)上和多數(shù)馳龍存在差別。尤其重要的是在尾巴周圍保存有皮膚衍生物,這可能為鳥類羽毛起源的研究提供更多的證據(jù)。它的部分后肢現(xiàn)在暫時(shí)還不能確定是否和身體屬于同一動(dòng)物個(gè)體,需要進(jìn)一步的研究。從科學(xué)的角度上講,盡管“遼寧古盜鳥”是一件“假標(biāo)本”,但是這一標(biāo)本的不同部分分別包含有重要的科研信息,它依然是一件重要的化石標(biāo)本,只不過它現(xiàn)在蘊(yùn)涵的科學(xué)意義與人們最初期望的意義有所不同。
2002年9~10月,由甘肅省博物館自然部和中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所聯(lián)合組成了考察組,在玉門昌馬進(jìn)行了古生物化石考察工作,盡管沒有再發(fā)現(xiàn)鳥類化石,但他們采集了幾件鳥類的羽毛化石標(biāo)本。這一發(fā)現(xiàn)可能對(duì)鳥類羽毛起源研究有所幫助。因?yàn)轼B類羽毛的起源向來是生物學(xué)上的一個(gè)不解之謎。在過去的幾百年中,人們提出了各種假說。一般認(rèn)為,鳥類羽毛是由爬行動(dòng)物的鱗片演化而來的。但對(duì)于簡(jiǎn)單鱗片是如何演化成復(fù)雜羽毛的,則眾說紛紜。傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為,爬行動(dòng)物的鱗片先加長(zhǎng),中部變厚形成羽軸,然后分化出羽支,最后形成羽小支和羽鉤。這種觀點(diǎn)認(rèn)為羽毛的最初功能和飛行密切相關(guān),后期才具有了保暖、吸引配偶和保護(hù)等功能。另外一種觀點(diǎn)認(rèn)為羽毛最初功能是保暖,后期才演化出飛行功能。支持后一種觀點(diǎn)的人往往認(rèn)為羽毛先經(jīng)歷了一個(gè)類似哺乳動(dòng)物毛發(fā)那樣的階段,形態(tài)上類似現(xiàn)代鳥類的絨羽,后來才出現(xiàn)羽軸和分支結(jié)構(gòu)。還有人認(rèn)為,鳥類羽毛是一種全新的結(jié)構(gòu),和爬行動(dòng)物的鱗片雖然都屬于皮膚衍生物,但是卻無演化關(guān)系。但無論哪種假說,都沒有化石證據(jù)的支持,因此,任何化石證據(jù)的發(fā)現(xiàn)都將是對(duì)這一領(lǐng)域的重要貢獻(xiàn)。目前科學(xué)工作者們正在對(duì)甘肅玉門發(fā)現(xiàn)的鳥類羽毛化石進(jìn)行鑒定研究,不久將會(huì)有新的科研成果問世。