作者:陈磊 李艳
鸟类起源于恐龙吗？这一科学假说引来质疑无数。中国学者参与的最新研究试图解开萦绕在种种猜想中的未解疑团——
“其实，恐龙并没有灭绝，而是以身披羽毛的形式生存着。”耶鲁大学古生物学家约翰·奥斯罗姆的这句话让人遐想联翩。
鸟从何处来？其实自上个世纪70年代，奥斯罗姆复兴了鸟类起源于兽脚类恐龙假说后，来自世界各地的化石证据都支持着这一假说。但争论、质疑声也从未间断：如果鸟类的祖先是恐龙，那为什么在最早的鸟类——“始祖鸟”之前的侏罗纪地层没有发现似鸟恐龙化石？带毛恐龙身上的“毛”究竟是不是羽毛？
一周前出版的《自然》和《科学》杂志分别发表了两篇由中国学者参与的最新发现。随着研究的深入，科学家们也许将逐一解开鸟类起源的种种谜团。鸟类何时出现？兽脚类恐龙分异时间框架如何确定？羽毛起源和早期演化过程是什么？化石正带着我们走近那个“失落的世界”。
恐龙之“毛”与鸟类羽毛的同源关系得到证明
奥斯罗姆曾大胆推测，由于恐龙和鸟类的关系如此接近，至少在某些恐龙的身体上可能长有羽毛。上个世纪90年代以来，中国辽西热河生物群中发现了很多长羽毛的恐龙，首次证实了这个大胆的假设，并从侧面表明了鸟类与恐龙的亲缘关系。
“1.3—1.2亿年前的热河生物群的各类古生物研究，是当前国际古生物界的热点之一。其中，恐龙和古鸟类研究可谓集关键和难点于一身，争论颇多。”中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员张福成所指的争论之一，就是对带毛恐龙之“毛”性质的质疑。“有人认为某些恐龙中一些细丝状的结构并不属于恐龙皮肤外的结构，而是皮肤内的纤维。如果这个结论成立，这将从根本上否定鸟类羽毛与恐龙的丝状‘毛’状物的同源关系，也将动摇鸟类起源于兽脚类恐龙学说的基石。” 张福成、周忠和、徐星、汪筱林等来自中国、英国和爱尔兰的科学家通过扫描电镜等的分析和研究，首次提供了恐龙的丝状毛属于皮肤衍生物，而不是皮肤内纤维的确切证据。因为在这些带毛恐龙的“毛”中找到了与鸟类羽毛类似的黑色素体，而黑色素体并不存在于皮肤内部的纤维结构内。
复原古生物颜色将成为可能
恐龙是什么颜色？古生物是什么颜色？当你用“色彩斑斓”“五颜六色”等词汇形容时，也许并不知道，这个“将今论古”的推测，却鲜有化石的实证。
中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员周忠和告诉记者，在所有的脊椎动物中，鸟类的羽毛恐怕是最复杂的一类皮肤衍生物，其他种类的皮肤衍生物如爬行类的鳞片、哺乳动物的毛发等都比羽毛简单得多。与之最复杂的结构相对应，鸟类的羽毛也同样具有脊椎动物中最复杂的色泽和光泽以及最多样的斑纹。
科学家这次在《自然》杂志发表的研究显示，在古鸟类和恐龙皮肤衍生物中至少存在两种黑素体，一种为真黑色素，另外一种为褐黑色素；后者在化石中首次发现。据推测，这些带毛恐龙和古鸟类的身体已经具有以灰、褐、黄及红为主要色彩的基础。
“黑色素体是能够在化石中保存的。”据周忠和介绍，其实早在上世纪80年代和90年代，科学家就发现了黑色素体，但都把它误当成细菌。直到2008年，耶鲁大学的研究团队首次在巴西早白垩世的化石羽毛中识别出了包含真黑色素的黑色素体。研究发现，化石中保存了许多含有黑色素的结构如鸟类和鱼类的眼睛、哺乳动物的毛发等。2009年，该团队又研究了德国始新世的鸟类羽毛，再次发现了真黑色素体，进一步证实羽毛的颜色信息可以保存在化石中。
色素色主要是黑色素和脂色素两大类色素的各种颜色及其不同比例的组合。除了色素色，羽毛的颜色和色泽还来源于结构色。这些因素的共同作用，才使羽毛能展现出“赤橙黄绿青蓝紫”的效果。“与黑色素不同，脂色素不是来源于特殊的色素细胞，而是直接来源于食物，我们至今还没有在化石中发现脂色素。但是，以后我们将有更多的发现，甚至复原各类古生物的颜色。”周忠和说，“过去我们的复原都是想象和间接的推测，而现在则是建立在化石证据之上。当然，完全复原古生物颜色是不可能的，只能说部分的复原。但我相信，未来几年，研究古生物毛的颜色将是一个热点。”
令人困惑的时间缺口是这样弥补的
鸟类的祖先是恐龙，这一假说有着为数不少的解剖学证据。然而，化石记录中却有一个令人困惑的“时间缺口”。
中科院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星告诉记者，目前已知最早的鸟类是发现于德国索伦霍芬地区晚侏罗世晚期地层的始祖鸟。“如果鸟类的祖先是恐龙，我们应该在侏罗纪地层中发现大量与鸟类亲缘关系密切的似鸟恐龙化石。遗憾的是，在世界范围内，这个时期的似鸟类恐龙化石记录非常匮乏，大部分化石证据都来自白垩纪，这也就成为一些学者反对鸟类起源于恐龙假说的证据。”
这个时间悖论造成的结果就是：“祖先”（与始祖鸟关系最近的似鸟恐龙）比“后裔”（始祖鸟）还“年轻”！？
其实早在2000年，徐星和来自中国、美国、加拿大等7个国家研究人员组成了国际研究小组，开始对新疆准噶尔盆地出露的侏罗纪中晚期地层进行了细致的地质古生物学调查，采集了一批重要的化石标本，也使得这一地区成为世界上最重要的侏罗纪中晚期陆生动物群产地之一。
“该项目的重要目标之一，就是通过研究更早期的似鸟兽脚类恐龙来复原恐龙向鸟类演化这一过程。”徐星告诉记者，幸运的是，他们陆续找到了相关化石：去年发现的角鼻龙类化石，为长期以来争论不休的鸟类手指同源问题的解决提供了重要信息；今年找到似鸟恐龙的另一个支系——阿尔瓦滋龙，并把阿尔瓦兹龙的化石记录提前了至少6千万年。这一新的时间记录为我们推测兽脚类恐龙各个支系的分异时间，确定最早鸟类出现的时间，提供了依据。
有关阿尔瓦兹龙类化石的研究成果发表在1月29日出版的《科学》杂志上。徐星和美国乔治华盛顿大学克拉克教授领导的国际研究小组在这篇论文中，把新发现的阿尔瓦兹龙类命名为“灵巧简手龙”。他们认为，新发现表明这一类群的进步属种和鸟类相似的特征实际上是趋同演化的结果，似鸟恐龙在1.6亿年前已经开始分化，其中一支演化出鸟类。
徐星说“结合我们早期发现的化石分析表明：从恐龙到鸟的演化关系，与化石分布记录有很好的吻合度。这一研究成果将近一步丰富我们对恐龙向鸟类演化过程的理解”。
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