恐龙如何变乌鸦？

云开

现在已经有许多证据证明鸟类是恐龙的后代，可这件事还是让人有些难以接受。确实，恐龙是陆上霸主，身披鳞甲、满嘴利齿，实在跟那些彩裳加身、喙尖无齿的天上飞禽一点也不相像。恐龙是如何长成鸟类的呢？

适于飞行的恐龙骨架

恐龙一直是为飞行而生的，尽管许多恐龙从未离开过地面，但它们仍然拥有适于飞行的基本结构框架。

在恐龙之前和之后，大多数四足动物的重心位于胸部区域，它们需要大量的能量才能用后肢将自己抬高，这使得它们很难轻松地直立。而恐龙的重心距离臀部不远，臀部之前相对较短的躯干被更坚实的下半身以及长尾巴所平衡，就像一个省力杠杆一样。因此以臀部为支点，恐龙可以毫不费力地用后肢站立，哪怕是不那么健壮的后肢也可以支撑身体的绝大部分重量。这样一来，恐龙就可以将前肢腾出来进行其他活动，这是恐龙打败其他动物的一大优势。

恐龙的前肢空闲之后可以进行一些诸如采集果实、擒拿猎物的活动，时间一长，前肢就变得越来越灵活，最明显的转变是原本笔直的腕骨逐渐转变为可以旋转的腕骨，甚至可以将前肢伸到后背上挠痒痒。鸟类继承了这种“半月形腕骨”，能将前肢向后弯曲到腕部，更灵活地扇动翅膀，帮助它们飞上高空。

鸟类还从恐龙身上继承了许多有助于飞行的骨骼结构：偷蛋龙类和驰龙类的恐龙具有肋骨钩状突，可以连接肩胛骨的肌肉，这种发达的胸骨为鸟类提供了肌肉的附着面，是飞行动力的来源。

双重呼吸源于恐龙

发达而突出的胸骨不仅有利于发展更强劲的胸肌，还为一种独特的呼吸器官——气囊提供了空间，有了气囊，鸟类得以使用双重呼吸这种高效的呼吸方式，而这种呼吸方法很可能来自恐龙。

英国的一个研究小组研究了4种现代鳄鱼和29种鸟类的空腔，并将它们的结构与16种恐龙的结构进行了比较。在比较了扫描结果之后，他们发现恐龙的椎骨比鳄鱼的椎骨更像鸟类。许多恐龙，包括迅猛龙和棘龙，都有肋椎骨关节，也有与鸟类相同的脊椎和肋骨。更重要的是，人们在蜥脚类和兽脚类恐龙化石中发现了气囊存在的证据，其中气腔龙除了在脊椎骨上，还在叉骨、肠骨和腹肋等骨骼上有气囊存在的痕迹，显示出它具有和鸟类非常接近的气囊系统。

没有气囊的生物在吸入空气和呼出空气时使用的都是同一个通道，这意味着一次呼吸过程很难完全利用吸入的氧气或彻底清空废气。而有了气囊，就相当于多了一个中转站，吸入身体的空气会被暂时储存在气囊中，分批运到肺部直到被完全利用，废气也得以被分批完全排出体外。

气囊除了有助于气体交换外，还具有散热的重要功能。恐龙的气囊遍布全身，可以直接从内脏吸收热量，然后通过呼气带出体外。骨骼中的气囊也有利于减重，气囊分担了骨骼的一部分承重任务，骨骼可以被简化为一系列中空的结构，并尽可能减少不必要的多余骨头。

高效的呼吸方式、高效的散热系统和轻巧的骨架结构，所有这些有利于飞行的特征，鸟类都是从恐龙身上继承来的。

恐龙其实有羽毛

鸟类的羽毛对飞行至关重要，几乎所有鸟类都长有羽毛，而现在，越来越多的发现颠覆了我们以往对恐龙的印象：大多数恐龙其实也都有羽毛。

几十年前，人们将恐龙长羽毛当作一件稀奇的事，每当挖掘到有羽毛的恐龙都会大肆报道一番，比如1861年发现的始祖鸟、1996年发现的中华龙鸟等。从名字也可以看出来，人们认为这些长有羽毛的动物与其说是恐龙，还不如说是鸟类，人们仍不敢相信恐龙也有羽毛。可现在，我们才知道，恐龙长羽毛并不是特例，而是普遍现象。比如大型的肉食性恐龙羽王龙身上长有华丽的羽毛。飞得不好的家伙都浑身长满了羽毛，由此可以推测，也许所有恐龙或多或少都长有羽毛。

最开始，恐龙将羽毛用于保存热量，这使得原本是变温动物的恐龙基本能保持体温恒定。随着时间的流逝，恐龙的羽毛开始分支形成各种新形状，变得更加华丽，它们的作用又多了一项——社交和求偶。还有研究发现，羽毛可能有更多作用，比如在奔跑时羽毛可以帮助保持平衡，提高奔跑速度。

“瘦身”成功才能上天

可是，即使恐龙拥有上述所有特征，这群动辄几十上百吨的“胖子”仍然无法飞上高空，“瘦身”势在必行！

2014年，澳大利亚、英国和意大利等国的研究人员根据120种恐龙的1500多个解剖特征，构建复杂的数学模型分析了恐龙在进化过程中的体型变化。分析结果显示，兽脚类恐龙当中的一支，它们的体型一代一代地缩小，在如此“瘦身”5000万年后终于进化成了鸟类-2.1亿年前其平均体重为163千克，当进化到始祖鸟时已经降至0.8千克。

兽脚类恐龙又是如何成功“瘦身”的呢？研究者发现在兽脚类恐龙身上，发生了一个奇妙的进化过程——幼态延续。幼态延续指的是物种把幼年的、甚至胎儿期的特征，保留到幼年以后甚至成年期的现象。比如人类新生儿体毛稀疏、头大，大脑学习能力强，到了成年后，这些特征依旧保留，就是一种幼态延续现象。兽脚类恐龙也发生了幼态延续，它们出生后，从幼年到成年，体形不怎么长大，甚至有些部位还会缩小。成长过程中，兽脚类恐龙的面部、骨骼在萎缩变小，腿骨也不断地变得纤细，但是眼睛、脑部却一直在发育。兽脚类恐龙正是借助这一过程，保留了童年时期的小体型，从而瘦身成功，创造了一个进化奇迹。

一些恐龙的身体逐渐变小，长得也越来越像鸟类：骨骼中空，身体轻盈；前肢更加灵活，能像鸟翼一样拍打；气囊遍布全身，既有利于呼吸也有利于散热；体表长出了美丽的羽毛，不再披着鳞片或鳞甲。为了更好地隐藏自己，全身覆羽的恐龙会将自己藏在树上。这些树栖的恐龙在树木之间跳跃、降落，久而久之，恐龙学会了如何使用它们长有羽毛的翅膀在空中停留更长时间——因此成为了鸟类。

恐龙及其直系亲属花了数百万年时间为飞行做好了各種准备：极简的骨骼架构、前卫的气囊结构、时尚的羽毛霓裳和疯狂的瘦身速度等，这一切最终造就了现今翱翔于天的鸟儿。

（袁英彦荐自《大科技》）