李 楊
經(jīng)過最近10年“黃金時期”的研究,有關(guān)恐龍的一部分爭議性話題可以有初步結(jié)論了
2006年12月24日,美國《科學(xué)》雜志刊文稱,西班牙發(fā)現(xiàn)了一具極為罕見的巨型恐龍化石,其大小超過了以往在歐洲大陸出土的任何一種動物化石;僅僅幾天之后,2007年1月7日,中國江西贛縣茅店鎮(zhèn)又挖掘出了數(shù)十枚恐龍蛋化石。專家根據(jù)恐龍蛋的形狀分析,至少存在三種類型的恐龍。
近10年來,恐龍新種類的發(fā)現(xiàn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于歷史上的任何時候,北美、南美以及亞洲的蒙古和中國等地都出土了大量的恐龍化石。這些化石的發(fā)現(xiàn)為恐龍各個類群的演化、鳥類的起源,甚至大陸漂移的研究都提供了重要信息。
恐龍起源:大從小來
在很多人看來,恐龍是一類個體龐大的爬行動物,實際情況并非完全如此。徐星說,恐龍一般泛指生活在大約2.35億年前三疊紀(jì)中期到6500萬年前白堊紀(jì)晚期的一大類能夠直立行走的陸生脊椎動物。它們延續(xù)的時間長達(dá)1.7億年左右,在當(dāng)時的陸地上幾乎占據(jù)了每一個生存空間。它們形態(tài)各異,大小不一,生活方式也不盡相同。
據(jù)猜測,大約有近50萬種恐龍在地球上生存過。在所有恐龍中,只有獸腳類屬于食肉恐龍,其余都是食植的。古生物學(xué)家一直都想知道,最早的恐龍是什么樣的?在目前已有的化石記錄中,南美阿根廷西北部發(fā)現(xiàn)的黑瑞拉龍和始盜龍是兩種較早的恐龍。
黑瑞拉龍最初是由一個叫黑瑞拉的農(nóng)民發(fā)現(xiàn)的。它是早期食肉恐龍, 有尖銳的牙齒和爪、強(qiáng)有力的前肢。它骨骼輕巧, 所以人們相信它是敏捷的獵食者。它生存在大約2.3億年前,體長3米,體重約100公斤。
另一類早期恐龍是發(fā)現(xiàn)于馬達(dá)加斯加的原蜥腳類恐龍,是食植性恐龍,也生活在大約2.3億年前??梢酝茢?,所有的恐龍,無論是阿根廷的黑瑞拉龍還是馬達(dá)加斯加的原蜥腳類恐龍,都起源于一個祖先。這個祖先應(yīng)該是身高1米左右、兩足行走的食肉動物。
冷血動物還是溫血動物
自從1841年英國學(xué)者歐文首次使用“恐龍”這個詞以后,“恐龍”逐漸走進(jìn)人們的生活。電影《侏羅紀(jì)公園》中,斯皮爾伯格塑造的各種恐龍或者高大威猛,或者奇特怪異,渾身長著鱗甲,有著一副冷酷的外表。
“如果斯皮爾伯格今天再拍一部恐龍影片的話,其中的一些恐龍形象恐怕要變得溫柔一些了?!敝袊茖W(xué)院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星在他的著作《未亡的恐龍》一書中寫道。
傳統(tǒng)觀點認(rèn)為,恐龍是像鱷魚一樣渾身長著鱗片的冷血動物。上世紀(jì)70年代,美國哈佛大學(xué)教授巴克提出溫血恐龍說,引起巨大轟動和爭論。
巴克認(rèn)為,恐龍并不像大多數(shù)爬行動物那樣,在地面上爬來爬去;而是如同大象、馬和鴕鳥一樣用四足或兩足直立行走。這種運(yùn)動姿態(tài)需要較大的體能來加強(qiáng)新陳代謝。所以恐龍應(yīng)當(dāng)是溫血動物。
一些支持巴克觀點的學(xué)者進(jìn)一步解釋道,首先,有些恐龍行動極為敏捷,其速度可達(dá)每小時20至90多公里。這就需要有強(qiáng)壯的心臟并且維持較高的新陳代謝,冷血動物顯然是做不到的。其次,恐龍的食量都相當(dāng)大,據(jù)推測,一頭30噸重的蜥腳類恐龍,每天可能要吃掉近2噸食物,只有溫血動物才需要這么多的能量。從食肉恐龍遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于食草恐龍來看,這一點也是合理的。另外,還有一些身體較小的恐龍,它們身上很可能覆蓋著一層原始羽毛或羽毛,這也是為了防止熱量散失。其他方面,如骨胳的研究,也初步表明一些恐龍的生長方式也類似于溫血動物。
1993年,美國北卡羅萊納州的一個重大發(fā)現(xiàn)有力支持了溫血恐龍說。這具距今已有6600萬年的恐龍化石保存得非常完整。特別令人驚奇的是,它的心臟部分竟然保存完好??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),恐龍化石胸部有一個棕紅色椰子大小的心臟化石。通過計算機(jī)斷層掃描裝置生成的兩維和三維影像可以看出心室和大動脈,它有完整而獨立的肺部和體循環(huán)系統(tǒng),新陳代謝速率要明顯高于常見的爬行動物??铸埢旧聿粌H有一個心臟,而且這個心臟有隔腔,雙泵結(jié)構(gòu),單一的動脈系統(tǒng)。它看上去更像哺乳動物或鳥類,而不像爬行動物。這只恐龍的循環(huán)系統(tǒng)比爬行動物要先進(jìn)許多,有力支持了恐龍是溫血動物的假說。
鳥類:活著的恐龍
6500萬年前,一種獸腳類恐龍生下了一個后代,這個后代就是始祖鳥,后來逐漸演化成了今天種類繁多的鳥類。因此,恐龍沒有滅絕,它們依然活在現(xiàn)實世界中,天上飛的鴿雀、地上跑的雞鴨都是恐龍。
1999年,在北美古脊椎動物學(xué)年會上,美國古生物學(xué)家保羅做了一場報告。報告的題目令當(dāng)時絕大多數(shù)古生物學(xué)家無法接受——《鳥是恐龍,恐龍是鳥嗎?》
在這篇報告中,保羅提出,始祖鳥與許多獸腳類恐龍之間的對比,不僅證明了鳥類就是由恐龍演化而來的,而且有些小型獸腳類恐龍,包括馳龍類、傷齒龍類和竊蛋龍類的形態(tài)結(jié)構(gòu)比始祖鳥還要進(jìn)步,它們屬于一類失去飛行能力的鳥類。換句話說,過去被當(dāng)作小型獸腳類恐龍的許多動物實際上是鳥類。
在進(jìn)化生物學(xué)的研究領(lǐng)域中,鳥類起源說一直是人們最感興趣的課題之一。1986年,美國耶魯大學(xué)的古生物學(xué)家戈捷發(fā)表了一篇在鳥類起源研究方面具有里程碑意義的文章。在這篇文章中,戈捷第一次全面系統(tǒng)地分析了鳥類起源的問題,建立了一套較為系統(tǒng)的演化關(guān)系。他列出了恐龍從原始屬種向鳥類演化在形態(tài)結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的每一步變化,并明確提出鳥類是從獸腳類恐龍當(dāng)中的手盜龍演化而來。
在過去的20年中,古生物學(xué)家在亞洲的蒙古、中國,南美的阿根廷和非洲的馬達(dá)加斯加等地發(fā)現(xiàn)了大量的化石證據(jù),不僅從整個理論框架上,而且從很多演化的細(xì)節(jié)上支持鳥類恐龍起源說。
古生物學(xué)家還從恐龍的行為學(xué)為鳥類起源提供了大量證據(jù)。比如,在蒙古和美國蒙大拿州的恐龍巢穴發(fā)現(xiàn),有些恐龍的繁殖行為類似鳥類,每次產(chǎn)卵數(shù)量限于一個,而不像爬行動物一次下一窩。再如,一些學(xué)者在研究竊蛋龍化石時發(fā)現(xiàn),這類恐龍能夠像鳥類一樣孵卵。
10年前,中國古生物學(xué)家在遼寧省西部一個叫四合屯的地方,采集到7種長有羽毛的獸腳類恐龍化石。其中,尾羽龍是一個非常重要的發(fā)現(xiàn)。尾羽龍長著又短又高的頭,滿嘴除了吻部最前端發(fā)育有幾顆牙齒外,幾乎看不到其他牙齒。它的前肢非常小,尾巴也很短,但脖子很長。在它的胃部,還保留著一堆小石子,這就是現(xiàn)代鳥類胃中常有的胃石,用于磨碎和消化食物。最為激動人心的是,它的尾巴頂端長著一束扇形排列的尾羽,在它的前肢上也長著一排飛羽。這些羽毛具有明顯的羽軸,也發(fā)育有羽片,總體形態(tài)和現(xiàn)代羽毛非常相似,惟一的區(qū)別在于它的羽片是對稱分布的,而包括始祖鳥在內(nèi)的鳥類的飛羽則是非對稱分布的。一般認(rèn)為,非對稱的羽毛具有飛行功能。因此,尾羽龍的羽毛可能代表羽毛演化的相對原始階段。
越來越多的證據(jù)讓大多數(shù)古生物學(xué)家確信,鳥類是由恐龍進(jìn)化而來的。他們認(rèn)為,“鳥類就是恐龍”這一概念已像人類就是哺乳動物這一提法一樣確鑿無疑。