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始祖鸟——飞在历史天空的“金凤凰”

2014-04-10尹超

地球 2014年1期
关键词:霍芬金凤凰古生物学家

文/尹超

在辽西义县的中德化石馆内有一件来自海外的明星标本,它就是大名鼎鼎的始祖鸟。这是世界上目前发现的第10件完整的始祖鸟标本,它来自遥远的德国,目前在中国辽西定居。它已经在冰冷的石头上沉睡了1亿4500万年,然而那迁徙精致的骨骼,那金色的羽毛印痕还有那振翅欲飞的姿态,很像中国神话传说中的凤凰。截至目前,世界上共发现了11件始祖鸟化石标本,书写了跨越了一个半世纪的传奇。故事还要从19世纪60年代讲起。

那是1861年的一天,德国古生物学家迈耶记录了一根采自索伦霍芬的羽毛化石,它产自已有1.45亿年历史的石灰岩中。这种石灰岩由于常被开采用于石板印刷,所以又称为印版石。由于在此之前没有发现如此古老的羽毛,因此迈耶相信这片羽毛的“主人”应当是世界上最早的鸟类,可以称得上是现代鸟类的始祖,因而取名为“印版石始祖鸟”。

不久后,一具近乎完整的带有羽毛印记的骨架出现在索伦霍芬的一个矿坑中,虽然其头骨已经缺损,但是那羽毛的印记与迈耶发现的第一根羽毛十分类似,然而它“手”上的爪,爬行动物式的腰带和一根长长的尾椎骨却让它更像是恐龙。这便是世界上第一块完整的始祖鸟标本,遗憾的是这块标本被一名德国矿主卖给了大英博物馆,从此流落他乡,因此它也被称为“伦敦标本”。

1877年,在距离伦敦标本发现地30公里的地方,又发掘了第二具标本,并且保留了完整的头骨,在它的颌上还有尖锐的牙齿,这块标本被收藏在柏林哈伯特大学自然历史博物馆中,称为“柏林标本”。1956年,发掘了第三块标本,保存在马克思贝格博物馆中,但不久后丢失。第四块和第五块标本都是被人们错认为其他生物的标本,第四块标本早在1855年就被发现,但被误认为是翼龙,1970年才被更正;第五块标本是1951年发现的,最初被当成了美颌龙。

第六块标本是目前已发现的个体最大的始祖鸟化石,后来被米勒尔博物馆收藏。第七件标本产自索伦霍芬的朗格纳特姆地区,它是始祖鸟的一个新种,目前存放在索伦霍芬采矿合作社的库房中。第八件始祖鸟标本于1997年发现,很快落入私人手中,至今下落不明。第九件标本出土于2004年,标本保存很差,只有一个翅膀可以辨认,因而被称为“鸡翅标本”。

开篇谈到的第十件标本堪称目前发现的最精美最完整的标本,也是唯一一件在欧洲以外的地区安家落户的标本。最新发现的第11件标本称为“毕马普利斯标本”,目前存于怀俄明州的恐龙中心。

就像这11件标本各自有一段曲折离奇的经历一样,始祖鸟在古生物学界的学术地位也是起起伏伏,从最初的独霸到曾经的“没落”,而如今它又掀起了一个高潮。

在第一件始祖鸟标本被发现后的长达一个多世纪时间里,始祖鸟一直被古生物学家视为鸟类的祖先,也是唯一一种兼具有鸟类和爬行动物共同特征的过渡性物种,也是支撑鸟类恐龙起源说的一块重要的基石。

然而,上世纪末到本世纪初,在中国辽西地区的一系列发现使它的霸主地位动摇了。中华龙鸟、小盗龙、赫氏近鸟龙、孔子鸟等一系列带羽毛古生物的相继发现不断地使鸟类起源的演化脉络更加清晰,始祖鸟的地位也逐渐地边缘化。中国辽西地区也逐渐取代了始祖鸟的故乡——德国的索伦霍芬成为研究鸟类起源与演化的中心。

但是,如同海中的波浪有波峰和波谷一样,始祖鸟的研究在经历了一段被辽西化石光芒淹没的日子之后,如今又成为了古生物学界的新的焦点,而这一次是因为它的身份之争:一些古生物学家认为始祖鸟有可能是恐龙向鸟类进化过程中一个趋于灭绝的旁支,也就是说,始祖鸟是一种还未进化成鸟类救宣告灭绝的恐龙——2011年7月28日出版的《自然》杂志上刊登了中国科学院古脊椎与古人类研究所徐星等人的最新研究成果——始祖鸟并非鸟类,而是一种原始的恐爪龙类。有意思的是,这一研究成果与发现于辽西的另一带羽毛的生物——郑氏晓廷龙有关。

郑氏晓廷龙的标本重约800克,时代是距今1.6亿年的晚侏罗世,其锥形齿以及长而粗壮的前肢与原始鸟类极为相似,它的后肢发育长长的飞羽,呈现出典型的四翼状态。研究发现它与始祖鸟亲缘关系非常近。于是科学家们重新深入分析了始祖鸟的形态,结合近年来发现于中国的大量小型兽脚类恐龙和早期鸟类标本提供的新信息,尤其是来自郑氏晓廷龙的新信息,对似鸟恐龙和早期鸟类的系统发育关系进行了重新分析。通过数学计算将始祖鸟的身体结构特征分别和恐龙、鸟类的演化支系进行匹配,结果发现始祖鸟更具有恐龙的特点。

当然,科学界对于始祖鸟是“龙”还是“鸟”还具有争议,而且这种争议不仅是始祖鸟,在中华龙鸟、赫氏近鸟龙等化石的身上也曾经存在过。目前,区分恐龙和鸟也只能综合身体结构特点,在系统演化树上寻找位置,但还没能找到一个明显的解剖学特点,存在争议也就不足为奇了。

始祖鸟,它在150多年前重见天日,书写着人类在探索鸟类和生命进化进程中的新篇章。它就像一只“金凤凰”,继续飞在地球历史的天空吸引着世界诸多古生物学家的目光。它留下的倩影依然光彩夺目!

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