飞向蓝天的恐龙

2021-03-03姜金恺

科学Fans 2021年2期

关键词：尾羽年轮羽毛

姜金恺

恐龙档案

恐龙种类：中华龙鸟

产地：中国辽宁

大致年代：早白垩世，距今约1.25亿年前

截止到目前，全球累计发现的恐龙种类已经超过了2000种，其中发现于中国的恐龙种类就多达322种，位居全球第一，中国成了名副其实的恐龙大国！

在很多人传统的印象中，恐龙不是像霸王龙那样凶猛，就是像马门溪龙那样高大，又或者像三角龙、剑龙、甲龙那样奇形怪状。但正是这些奇怪的史前巨兽，经过漫长的演化，最终变成了今天翱翔天空的鸟儿。

恐龙长羽毛？

一百多年以来，全球的恐龙研究中心一直在欧洲和北美洲，因为在欧洲发现了人类历史上的第一只恐龙禽龙，在北美洲发现了家喻户晓的霸王龙、三角龙等。然而在20多年前，这一个重心发生了根本性的转移，一场新的恐龙革命正悄然在中国兴起，而这场恐龙革命将改写全球的生物教科书。

时间回到1995年，中国的科学家们在辽宁西部发现了一件非常奇特的恐龙化石，这件恐龙化石不仅保存了清晰的骨骼结构，更令人惊讶的是，在骨骼周围还保存下了丝状的原始羽毛结构，这个化石就成了中国发现最早的带羽毛恐龙——中华龙鸟。

中华龙鸟的发现，像是一把打开中国带羽毛恐龙宝库的钥匙。从那以后，在辽宁西部这片大地上，越来越多的带羽毛恐龙被挖掘出来。

时间来到2003年，一种全新带羽毛恐龙的发现，把中国的古生物科研又推向了一个全新的高度，这只恐龙就是被誉为“四翼滑翔机”的顾氏小盗龙。顾氏小盗龙长着四个翅膀，它的前肢和后肢都被羽毛所覆盖，但它的羽毛结构并不是像中华龙鸟那样的丝状毛发，而是跟现在鸟类几乎一样的不对称飞羽。

恐龍档案

恐龙种类：顾氏小盗龙

产地：中国辽宁

大致年代：早白垩世，距今约1.25亿年前

长羽毛就是为了飞？

正是因为中华龙鸟和顾氏小盗龙身上的羽毛，才让人们把现在地球上唯一有羽毛的动物——鸟类跟恐龙联系到了一起，那么恐龙长出羽毛就是为了像顾氏小盗龙那样滑翔，甚至飞行吗？其实不然，在发现的众多带羽毛的恐龙中，有很多都是不会飞的，那么它们的羽毛用来干什么呢？

恐龙档案

恐龙种类：华丽羽王龙

产地：中国辽宁

大致年代：早白垩世，距今约1.25亿年前

迄今为止发现体积最大的带羽毛恐龙——华丽羽王龙

华丽羽王龙的体长能达到9米左右，它身上的羽毛只是非常简单的丝状羽毛，类似于小鸡身上的绒毛，跟现在鸟类的飞羽有很大的区别。由于华丽羽王龙的体型较大，丝状羽毛并不能让它具备飞行能力，所以古生物学家推断这些丝状的羽毛是用来保温的。在华丽羽王龙生活的白垩纪早期，气温明显低于白垩纪的其他时期，当时的辽宁西部气候可能有四季的变化，在寒冷的冬天，丝状的羽毛可以帮助华丽羽王龙减少散热，起到保温的作用。

恐龙档案

恐龙种类：胡氏耀龙

产地：中国内蒙古

大致年代：侏罗纪中晚期，距今约1.6亿-1.5亿年前

绚丽多彩的长尾羽恐龙——胡氏耀龙

胡氏耀龙是生活在侏罗纪时期的一种恐龙，它的身体长度大约40厘米。胡氏耀龙最特殊的地方就是它的尾羽——尾巴末端长有4枚长20多厘米的带状尾羽。这4枚尾羽保存非常完整，每根尾羽长度超过了身体本身长度的一半。这4根漂亮尾羽的作用就像我们现在的孔雀一样——在求偶的时候向异性炫耀，羽毛越艳丽代表自己的身体越强壮，而胡氏耀龙也保持着迄今为止最早使用羽毛来炫耀显摆的纪录。

恐龙档案

恐龙种类：寐龙

产地：中国辽宁

大致年代：早白垩世，距今约1.25亿年前

恐龙的似鸟行为

虽然这些有羽毛的恐龙不会飞，但在它们的身上都或多或少能够看到鸟的习性。

寐龙的化石不但保存完整，而且还保持了睡觉的姿势，在发现的众多恐龙化石中，尤其罕见。寐龙的睡姿表现为：后肢卷缩在身体下方，部分头部埋在其中一只翅膀下面。寐龙的体态和睡眠状态都与现代鸟类相似，都是蜷缩着身体睡觉，这样就可以减少体表面积，减少散热，有利于抵御体温下降。寐龙睡觉的姿势让古生物学家看到，鸟类与恐龙不仅仅在羽毛这种结构上有着相似性，还在某些行为上存在着一定的联系。

恐龙档案

恐龙种类：尾羽龙

产地：中国辽宁

大致年代：早白垩世，距今约1.25 亿年前

尾羽龙的前肢上虽然长有羽毛，但是尾巴顶端那束扇形排列的羽毛更加显眼。这些羽毛有着明显的羽轴，和现代羽毛非常相似，唯一的区别就在于，尾羽龙的羽毛是沿羽轴两侧对称分布的，所以是一种比较原始的羽毛。

值得一提的是，古生物学家在尾羽龙化石的肚子里发现了胃石。这表明尾羽龙是个素食者，它用牙齿切割植物，通过肠胃的蠕动来让胃石研磨植物，而在现在的鸟类中也存在着这种胃石的结构。尾羽龙胃石的发现，让我们了解到恐龙与鸟类之间存在着越来越多的联系。

给恐龙测骨龄？

迄今为止发现最早的带羽毛的恐龙——赫氏近鸟龙

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恐龙种类：赫氏近鸟龙

产地：中国辽宁

大致年代：中侏罗世，距今约1.6亿年前

赫氏近鸟龙也是一种带羽毛的恐龙，并且是迄今发现的世界上最早的带毛恐龙化石，比德国的始祖鸟要早1000万年，同时它也是继小盗龙之后，人们发现的第二只长着四个翅膀的恐龙。但是赫氏近鸟龙的羽毛并不是像小盗龙那样属于不对称飞羽，所以赫氏近鸟龙的滑翔和飞行能力并没有小盗龙那么优秀。

赫氏近鸟龙的骨骼化石标本和羽毛印痕保存非常完整，外部的形态信息很早就已经获取，那这么一件标志性的物种还有什么信息是我们不知道的呢？

2017年，一支中国的古生物研究团队大胆地切开了赫氏近鸟龙骨骼化石标本，打算一探究竟，没想到竟然在赫氏近鸟龙的骨骼里发现了类似树木年轮的结构——生长停滞线。赫氏近鸟龙骨骼里的“骨轮”跟年轮的形成过程一样，也是由于冬天食物稀少，身体生长缓慢而堆积成的一条生长停滞线。

切开赫氏近鸟龙肱骨的骨组织后，我们发现赫氏近鸟最外侧有两条生长停滞线（下图黑色箭头指向部分），但是这两条生长停滞线并不能代表这只赫氏近鸟龙只有两岁。跟树的年轮不同，动物骨骼内的生长停滞线数量并不能直接代表年龄，因为树木在适宜的条件下可以无限地生长，而对于动物来说，骨骼总有一个生长限度，意思就是长到一定程度身体骨骼会停止生长，就比如有的成年人身高2米，而有的成年人身高1.7米，但无论如何1.7米的成年人都不可能再长到2米了。所以树的年轮可以判断树的年龄，而恐龙的“骨轮”则不能判断恐龙的年龄。想要给恐龙测骨龄，也是没法办到的！

雖然没有办法给恐龙测骨龄，但我们还是可以从赫氏近鸟龙的骨组织切片中看到一个很重要的信息，那就是赫氏近鸟龙的生长发育速率。由于化石是一件赫氏近鸟龙成熟的个体标本，所以我们知道这只赫氏近鸟龙从出生到骨骼停止发育只用了两年的时间，而我们人类从出生到骨骼停止发育几乎要经历至少20 年的时间。从赫氏近鸟龙生长停滞线的位置来看，第一条线的位置离骨骼中心很远，第二条线的位置离第一条线的位置却很近，这说明了一个关键性的问题，就是赫氏近鸟龙的身体生长发育基本上在出生的第一年就完成了90% 多，第二年基本上身体发育就很缓慢了。再进行对比，现在鸟类的生长发育速率基本上跟赫氏近鸟龙一模一样。

所以我们不光可以从羽毛结构、生活习性这两个方面来探究恐龙，还可以从鸟类和恐龙的生长发育速率中发现它们两者确实存在着千丝万缕的关系。

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树的年轮是如何形成的？

由于在北半球春夏日均阳光照射时间长、温度适宜、雨水丰富，使得树木生长得尤其迅速。而到了秋冬季节，日均阳光照射时间短、温度寒冷、雨水稀少，树木生长又变得很缓慢。生长较快的就是年轮与年轮之间的部分，生长较慢的就日积月累地加深，形成年轮。

让恐龙身披花彩衣

巨嵴彩虹龙：来！左边跟我一起画条龙！在右边再画一条彩虹！

恐龙档案

恐龙种类：巨嵴彩虹龙

产地：中国河北

大致年代：中侏罗世，距今约1.6亿年前

巨嵴彩虹龙的化石表明，对于飞行至关重要的不对称飞羽在大约1.6亿年前就已经出现，比之前的发现提早了至少1000万年，且首先出现在带羽毛恐龙尾部，而不像现代鸟类那样同时出现在尾巴和翅膀上。不对称飞羽是现代鸟类用于飞行的典型特征，因此巨嵴彩虹龙尾巴上不对称飞羽的发现充分表明，其当时已具有辅助飞行特征甚至能力。但巨嵴彩虹龙前肢上的飞羽却几乎是对称的，这表明不对称飞羽可能首先从尾巴上演化出现，也证明了尾巴对于飞行起源至关重要。

科学家在巨嵴彩虹龙化石头颈部、胸部以及尾基部等处的羽毛中发现了色素体。对比现在的鸟类发现，巨嵴彩虹龙的翅膀和尾部的羽毛色素体类似须凤头雨燕的黑褐色，而脖子上的羽毛色素体则分别类似安氏蜂鸟、黑带尾蜂鸟和白尾星额蜂鸟的绿、红、蓝三种颜色，因此得名彩虹龙。