古鸟寻踪

鸟类，大自然中自由的精灵，展翅飞翔于天空之中。它们以艳丽多彩的羽毛、形态各异的身姿，婉转动听的鸣叫声赢得无数人的爱慕与向往。鸟类在地球上已经生活了1亿多年，现代鸟类的种类数量达到了1万多种，它们何时演化出来？它们的祖先是谁？它们在漫长的演化过程当中都经历了哪些重要事件？这些问题一直让古生物学家们十分着迷，促使他们不断地去探索远古世界的奥秘。

热河生物群的诞生和发展

纵观世界各地，中生代的化石产地有很多，但重要且多产的化石产地却屈指可数。德国南部索伦霍芬地区晚侏罗世地层中因发现了著名的始祖鸟化石而闻名于世：巴西东北部的阿勒莱皮盆地保存了大量的白垩纪的鱼类、翼龙类，无脊椎动物等，尤其以鱼类化石最为著名。与其他中生代化石宝库不同，中国东北的辽西地区保存着比上述地区门类更为繁多的动植物化石。这处不可多得的化石产地早在20世纪中期就已有前人开始研究。根据当时的行政区划，辽西地区仍属于热河省的管辖范围，因此，葛利普、顾知微等老一辈古生物学家将这里赋予了一个具有深厚历史内涵的名称——“热河生物群”。过去30多年间，在这片神奇的土地上，包括鸟类化石在内的数以万计精美的古生物化石犹如雨后春笋般的被大规模地发掘出来，令人振奋的新发现更是层出不穷。

热河生物群的诞生和发展可以追溯到距今1.31亿～1.2亿年前，在地质历史上属于白垩纪早期。1亿多年以前，辽西地区曾是古树参天，丛林密布，河流湖泊星罗棋布的自然环境，那里的生物类群繁盛而兴旺，展现出了与现今世界截然不同的地貌环境。后来，由于火山爆发等地质作用使大量的远古生命被封存在一层层的页岩或是砂岩之中。由于沉积物的颗粒十分的细腻，我们经常可以在找到的化石上观察到难得一见的细微结构，诸如羽毛、毛发、皮肤、肌束、气囊和卵泡等多种印痕。

沉积岩就像一本万卷书，记录着地球的沧桑历史。地质学家按照地层形成的先后顺序对其进行划分，辽西热河生物群中含有古鸟类化石的地层可以细分为三个组：最下层的是花吉营组，地质时代大约为距今1.31亿年前。河北省北部丰宁县一带发现的丰宁原羽鸟、里氏黎明鸟、郑氏始孔子鸟等就源于这一层位.花吉营组是仅次于德国索伦霍芬地区晚侏罗世地层（大约1.55亿年前）后第二古老的含鸟化石地层。位于中间层位的是义县组，地质时代在距今1.29亿～1.22亿年前之间。最上层的是九佛堂组，地质时代为距今1.22亿～1.20亿年之间前。在义县组和九佛堂组的地层中发现的古鸟类化石占整个热河生物群中的绝大部分。

在热河这片神奇的土地上。包括鸟类化石在内的数以万计精美的古生物化石犹如雨后春笋般被大规模地发掘出来。图为拖着长尾巴的原始热河鸟化石。

石破天驚的大发现

在20世纪七八十年代，古生物学家在辽西地区的热河生物群中发现了大量的昆虫、植物等化石，但鸟类等其他脊椎动物化石却一直鲜有发现。辽西地区也一直默默无闻，很少为世人所知。然而，一切都在1987年的一天突然改变了。

朝阳市当地一位老乡在离家不远的一条小河沟边捡到了一块“印刻”着动物骨架的石板。凭他多年的经验，他发现这块石板与众不同，便当即就给北京自然博物馆写了一封信。北京自然博物馆的古生物专家饶成刚教授收到来信后，立刻启程奔赴朝阳。

经过一天的车程，饶老师赶到老乡家时已是深夜。当时的辽西农村电灯还没有普及，他只能在煤油灯下观看化石。可由于光线太暗，翻来覆去也没看出到底是什么化石。第二天饶老师便带着这件化石回到了北京。

经过中美古生物专家历时三年的深入研究，最终确认：这是我国中生代第一件几乎完整的鸟类化石。因化石发现于朝阳，而朝阳的三座古塔闻名遐迩，遂将这一件珍贵的鸟类化石命名为“三塔中国鸟”。

在此之前，全世界范围内中生代的古鸟类除了始祖鸟以外其他的化石发现寥寥无几，因此，三塔中国鸟的发现在国际上引起了轩然大波，被称为“生物演化史上的最大发现之一”。研究成果于1991年发表在了国际著名学术期刊《科学》杂志上。三塔中国鸟的发现犹如拉开了辽西化石大发现的序幕。随后，在中科院古脊椎所的周忠和老师等研究人员的不断努力下，在辽宁省朝阳市波罗赤及其邻近地区的九佛堂组地层中，相继发现了一系列完整、精美的鸟类化石，这些化石填补了从侏罗纪晚期的始祖鸟到白垩纪晚期鸟类之间鸟类演化的巨大空白。

古鸟大家族

热河生物群发现的数目众多的鸟类化石展现出了恐龙时代古鸟类的多样性。近30年来，热河生物群中不断发现的鸟类化石新属种犹如一本不断增加着的古鸟类花名册，向人们讲述着早期鸟类演化的精彩篇章，而每一件鸟类化石又无不令人感到惊艳、引人深思。这些口中长牙，翅膀长有锋利指爪的古鸟们与现代鸟类相比，让人感到十分惊异，但它们却是鸟类演化的重要环节。热河生物群中的古鸟类在1亿年前的白垩纪已是一个包含了三大演化支系的大家族。

最原始的中生代鸟类——基干鸟类

热河生物群中发现过多种类型的早期鸟类，其中有一类鸟化石的骨骼形态上与小型兽脚类恐龙十分相似，它们中的一些种类还长着一条长长的尾巴，这一类群的鸟化石代表了鸟类演化树上最原始的分支类型，古鸟类学家称其为“基干鸟类”。基干鸟类的体型一般大于热河生物群中的其他古鸟类，尽管它们中的有些物种仍然长着一条长长的尾巴（如原始热河鸟），但它们的骨骼特征比生活在侏罗纪的始祖鸟更显进步。依据它们的脚趾形态和全身骨骼特征与现代鸟类进行比较可知，热河生物群中的原始基干鸟类多数属于地栖类型。在有些基干鸟类（如朝阳会鸟）化石的腹部还发现了食物残留物印痕。古生物学家推测，会鸟的食性以谷物和植物的果实为主。虽然现在对于基干鸟类的飞行方式和能力仍知之甚少，但通过对骨骼的形态学和羽毛的细微结构研究发现，具有尾综骨的基干鸟类（如圣贤孔子鳥）已经具有了一定的飞行能力。

最繁盛的中生代鸟类—一反鸟类

热河生物群保存着另一类早期鸟类的代表类群——反鸟类。何为反鸟？原来，它们因其肩部的肩胛骨和鸟喙骨的连接方式与现代鸟类正好相反，因此得名“反鸟”。反鸟的尾巴已经退化成了一节尾综骨，胸骨也发育得十分进步，有些物种还长有比较发达的龙骨突。它们甩掉了长长的尾巴，因此在飞行能力上更胜一筹。相对于具有尾综骨的基干鸟类，它们与现生鸟类具有更近的亲缘关系。

迄今为止，热河生物群中发现并研究过的反鸟类达到了70多种，反鸟类也是中生代最为繁盛的一支古鸟类类群。反鸟类虽然保留了很多爬行动物的特征，不过它们的骨骼发生了一系列重要演变，朝着真正的鸟类迈出了一大步。这些演变包括翅膀上的翼指变短，翅膀骨骼比例和肩部结构朝着更利于飞行发生着变化;其肩部结构和胸骨的大小表明，反鸟类能用发达的大小胸肌来操控翅膀进行飞行;它们翅膀的比例和尺寸也多种多样，说明其飞行能力差别很大，演化的飞行模式也超乎我们的想象;有些小型反鸟类，如侯氏俊鸟、里氏黎明鸟，它们采用现代鸟类当中如云雀等鼓翼与叠翅相互交替进行的间歇性跳跃式飞行，这种飞行模式比原始的基干鸟类更胜一筹。早期反鸟类掌握了类似于现代鸟类高超的飞行能力，这也为它们适应多样的生活环境以及与其他鸟类和翼龙的生存竞争铺平了道路。

现生鸟类的原始直系近亲——今鸟型类

今鸟型类是热河生物群最为进步的一个古鸟类群。现代鸟类就起源于早期今鸟型类的某一支系。热河生物群中的今鸟型类在骨骼形态上己具有现代鸟类的明显特征，它们身体轻盈，体型比同时期的反鸟类要大;虽然口中仍长有牙齿，但牙齿的尺寸已经退化得很小，有些种类甚至已经完全失去了牙齿;它们具有强有力的、发育有龙骨突的胸骨，为增大的飞行肌肉提供力量支撑。

白垩纪早期，今鸟型类占据了多种栖息环境，包括陆地、水岸附近等。其中一些种类非常适合水栖生活（如甘肃鸟类）。今鸟型类与反鸟类在尾羽上也存在着很大的差异，有些今鸟型类的尾羽是由多支具有羽轴结构的正羽组成，在飞行中它们可以展开形成宽阔的翼面，以增强空气动力学性能（如燕鸟）。这种扇形尾巴的演化是鸟类飞行过程中进行姿态调整的重大改进，能为鸟类的飞行提供了更多的升力和灵活的机动性能。此外，我们在某些今鸟型化石的腹部还发现了胃石，说明它们具有吞食沙砾的行为，可能与现生鸟类一样借此用于研磨消化食物（如甄氏甘肃鸟）。

30多年前，从中国东北的辽西地区这一片热土之下出土第一件古鸟类化石开始，鸟类演化的历史就被掀开了新的篇章。当我们敲开一块块岩石，将沉睡已久的古鸟类们一一唤醒，让我们终于可以一睹这些灭绝已久的美丽精灵的面貌。热河生物群，这一地质学上的瑰宝必将在未来带给人类更多的惊喜，揭开远古生命演化更多的奥秘！（责任编辑 张虹）

结缘古鸟类，初次到辽西

作为一名地质爱好者，中学时代我就开始喜爱收集各类岩石、矿物，至今在家中还收藏着我人生中采到的第一件珊瑚化石。说到辽西热河生物群。我也是旱有耳闻。辽西发现的化石蕴含着众多生物起源和演化的奥秘，其中更是以“带毛恐龙”——原始中华龙鸟和长着四个翅膀的“黑羽精灵”——顾氏小盗龙等—批“奇特”的化石而闻名于世。因此。辽西这片土地一直是我心驰神往的地方，梦想着有一天我能够前往这里探索发现更多有趣的古生物化石。

2006年的夏天。一个偶然的机会我有幸参加了中科院古脊椎动物与古人类研究所主办的海峡两岸大学生古生物夏令营活动，跟随古脊椎所的周忠和、汪筱林老师一起前往辽宁省西部地区进行野外考察。

在那个荡漾着世界杯激情的夏日，我们怀着无比激动的心情踏上了辽西之旅。客车驶过山海关后便进入辽西境内。遥望窗外，远处层峦叠嶂、丘陵起伏、沟谷纵横、在蓝天白云之下点缀着星罗棋布的村庄，经过5个小时的车程我们终于来到了此行的第一站朝阳市。朝阳市是中国北方一座具有一千多年历史的文化名城，拥有灿烂的红山文化。即便在今天，这座古城依旧显露着当年鼎盛时期的历史风貌。漫步城中。只见三座装点着佛教雕刻的古塔仍屹立在众多古建筑和街巷商铺之间。然而，谁又曾想到，1亿多年前这里曾是远古动物的王国，演绎着生命进化的华美篇章。

在随后3天的时间中，周老师和汪老师带领我们先后参观了朝阳古鸟类地质公园、北票四合屯化石产地和义县化石产地，并在地质考察中向我们讲述着辽西热河生物群的点点滴滴，使我收获颇丰。这次难忘的野外经历彻底改变了我的人生志向，我义无反顾地踏上了学习古生物学的道路。

（作者刘迪，现为古鸟类研究的副研究员、博士）