鳥類的起源和發(fā)展

1、 鳥類的起源和發(fā)展摘要:鳥類是現(xiàn)生生物中最具特色的動物之一,以其發(fā)育了許多獨特的形態(tài)特征區(qū)別于其他的現(xiàn)生生物,如羽毛、角質(zhì)喙、中空的骨骼、叉骨、具龍骨突的胸骨、尾綜骨、對握狀的腳趾等等。長期來人們一直想知道鳥類究竟由哪一類生物演化發(fā)展而來。但苦于化石材料的貧乏,鳥類的起源問題一直是個令人頭疼的迷團,困擾我們長達(dá)140多年。但是隨著中國遼西中華龍鳥、原始祖鳥、尾羽鳥等珍稀化石的發(fā)現(xiàn),國際鳥類起源問題已基本上得到解決。越來越多的人相信:鳥類是由恐龍變來的,現(xiàn)代的鳥類就是恐龍的后代,是長羽毛的“恐龍”。關(guān)鍵詞:鳥類;起源;演化;恐龍;化石。鳥類起源研究的歷史可追溯到19世紀(jì)60年代初,即在偉大科學(xué)家

2、達(dá)爾文出版他的巨著物種起源后的一年。1860年,德國巴伐利亞州索倫霍芬地區(qū)晚侏羅世瀉湖相灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)了一件單根羽毛的化石。這根羽毛化石長約6.8cm,寬約1.1cm,不對稱發(fā)育,清晰地顯示出羽軸、羽片、羽枝等結(jié)構(gòu),被德國學(xué)者H.V.邁伊爾(H.V.Meyer)確認(rèn)是“鳥類”的羽毛(標(biāo)本現(xiàn)保存在德國柏林博物館)。1861年,巴伐利亞地區(qū)又發(fā)現(xiàn)一件既有羽毛、又有骨架的生物化石,H.V.Meyer將其命名為印板石始祖鳥(Ar-chaeopteryxlithographica,Meyer),原意為“古代長羽長的生物”(標(biāo)本現(xiàn)保存在英國自然歷史博物館)。此后,在長達(dá)140多年的時間內(nèi),德國巴伐利亞索倫霍芬

3、地區(qū)共發(fā)現(xiàn)了8塊始祖鳥標(biāo)本,其中尤以1877年發(fā)現(xiàn)的第三塊始祖鳥標(biāo)本保存最精美(標(biāo)本現(xiàn)保存在德國柏林博物館)。德國始祖鳥的發(fā)現(xiàn)是國際古生物研究歷史上的一件大事,是當(dāng)時支持達(dá)爾文進(jìn)化論的最有力的證據(jù),因為它顯示出了許多介于爬行類(恐龍)和鳥類之間的過渡特征。譬如,嘴里長有牙齒,跖骨沒有愈合成跗跖骨,腓骨與脛骨等長,前肢掌骨沒有愈合成腕掌骨,肋骨短小且沒有鉤狀突,有一條由20多節(jié)尾椎組成的長尾巴等特征都是始祖鳥的近祖(爬行類)性狀;身上長有羽毛(羽毛已有分化,如初級飛羽、次級飛羽、體羽、尾羽等),恥骨后向伸展,鎖骨愈合成叉骨,第三掌骨已開始與腕骨愈合,拇趾與其他三趾對生等特征是始祖鳥的近裔(鳥類)

4、性狀。在當(dāng)時的情況下,人們將始祖鳥歸于鳥類的原因主要在于其發(fā)育了羽毛。假如沒有保存羽毛印痕的話,始祖鳥當(dāng)時很可能不會被歸于鳥類。事實上,有兩個沒有保存羽毛的始祖鳥化石當(dāng)時就被誤定為翼龍的一個新種和一種小型的獸腳類恐龍美頜龍。盡管今天人們已經(jīng)認(rèn)識到,鳥類是恐龍的后代,是在漫長的地質(zhì)歲月中由小型食肉性恐龍逐漸演化而來的,但在140多年前,人們根本就沒有想到鳥類與恐龍之間會有什么關(guān)系,也不知道鳥類究竟是由爬行動物中的哪一類群演化而來。140多年來,人們一直圍繞鳥類的起源問題展開了激烈的爭論,并提出了各種各樣有關(guān)鳥類起源的假說,如“槽齒類起源假說”(“Thecodong Hypothesis”)、“鱷

5、類姊妹群起源假說”(“Crocodile Sister-group Hypothesis”)、“恐龍姊妹群起源假說”(“DinosaurSister-group Hypothesis”)、“初龍起源假說”(“Archosauria Hypothesis”)、“魚類起源假說”(“Fish Hypothesis”)和“獸腳類恐龍起源假說”(“Theropod Hypothesis”)等。1999年2月在美國耶魯大學(xué)召開了一次“奧斯特隆鳥類起源和早期演化國際學(xué)術(shù)討論會”,同時中國地質(zhì)博物館和耶魯大學(xué)匹寶迪古生物博物館也聯(lián)合舉辦“中國長羽毛的恐龍與鳥類起源”專題展覽。這次會議盛況空前,來自世界各國大約

6、500多位科學(xué)家出席了會議，大會報到的當(dāng)晚,耶魯大學(xué)在匹寶迪博物館舉行了題為“揚子之夜”晚會,為世界各國的科學(xué)家接風(fēng)洗塵。與會專家學(xué)者以“一邊倒”的絕對優(yōu)勢接受了“鳥類是由小型獸腳類恐龍演變而來”的理論。耶魯大學(xué)“奧斯特隆鳥類起源和早期演化國際學(xué)術(shù)討論會”的成功召開,標(biāo)志著國際鳥類起源問題已獲基本解決。但是由于中國遼西中華龍鳥、原始祖鳥、尾羽鳥等珍稀化石的發(fā)現(xiàn),不僅使越來越多的人相信鳥類是由恐龍演變而來的,而且也向人們揭示了這樣一個事實:恐龍并沒有完全絕滅,現(xiàn)代的鳥類就是恐龍的后代,就是現(xiàn)生的長羽毛的恐龍。為什么我們相信鳥類是由小型獸腳類恐龍演變而來的呢?因為鳥類和恐龍兩者在生物學(xué)(Biolo

7、gy)和解剖學(xué)(Anatomy)上確有許許多多共有的相同特征。譬如,鳥類是卵生動物(Ovipara),恐龍也是卵生動物;鳥類是溫血動物(Warm-blooded animal),恐龍中的食肉性恐龍(Carnivorous dinosaurs),至少虛骨龍類(Coelurosaurs)是溫血動物。迄今為止,人們還沒有發(fā)現(xiàn)任何可以用來區(qū)分鳥類與恐龍的生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。與此相反,人們卻在兩者之間找到了許多內(nèi)在聯(lián)系和演化趨勢。例如,由食肉性恐龍帶鋸齒的牙齒(Teeth with serration)逐漸變?yōu)楹唵喂饣难例X(Smooth teeth),最后變成鳥類無牙的角質(zhì)喙(Beak);由食肉性恐龍的前伸型

8、恥骨(Pubis pointed forward)逐漸變?yōu)橄麓剐蛺u骨(Vertical pubis),最后變成鳥類的后傾型恥骨(Pubis pointed backward);由食肉性恐龍簡單的前胸片(Breast plates)逐漸變?yōu)橛系男毓?fused breastbone),最后發(fā)展成鳥類適應(yīng)飛行的帶龍骨突的胸骨(Keeled sternum);由食肉性恐龍具數(shù)十節(jié)尾椎骨的長尾巴(long tails with many dozen caudalvertebrae)逐漸變?yōu)槲沧倒禽^少的短尾巴(short tailswith caudal vertebrae),最后發(fā)展為鳥類極短的尾綜

9、骨(Pygostyle);由食肉性恐龍的兩根鎖骨(Clavicles)逐漸愈合為V字形叉骨(fused clavicles或V-shapedwishbone),最后演變成鳥類的U字型叉骨(U-shaped furcula);由食肉性恐龍的5個多指節(jié)(Pha-langes)的手指(fingers)逐漸變?yōu)?個手指(4、5指退化消失),最后演變成鳥類翅膀(Wings);食肉性恐龍的腳由5個腳趾(Toes)逐漸變?yōu)?趾(第5趾退化消失),第一趾(Hallux)由與其他3個功能趾(3 func-tional toes)同向發(fā)育變?yōu)榕c其他3個功能趾相向發(fā)育(Claw curving toward oth

10、ers),呈抓握狀等等。根據(jù)我國遼西化石的研究及國外的資料,我們認(rèn)為獸腳類恐龍向鳥類進(jìn)化的大致過程是這樣的:獸腳龍類(Theropoda)新獸腳龍類(Neotheropoda)僵尾龍類(Tetanurae)鳥獸腳龍類(Avetheropoda)虛骨龍類(Coelurosauria)似手盜龍類(Maniraptoriformes)手盜龍類(Maniraptora)似初鳥類(Paravialae)初鳥類(Avialae)喙鳥類(Rostrornithes)今鳥群(Neor-nithes)現(xiàn)代鳥類(Aves)。鳥類是現(xiàn)生生物中最為繁榮昌盛的大家族,是爬行動物中發(fā)展得最為成功的類群,廣泛分布于世界各地

11、不同的地理區(qū)和生態(tài)域。曠野的鷹鷲,院中的雞鴨,南極的企鵝,北國的丹頂鶴,都是恐龍的后代子孫,今天仍與我們?nèi)祟惿钤谕凰{(lán)天下。在地球發(fā)展歷史上,鳥類和它們的祖先曾遭受過無數(shù)次大自然的劫難,歷經(jīng)了一次次的昌盛與衰敗。根據(jù)有些鳥類專家的統(tǒng)計,自始祖鳥出現(xiàn)以來,地球上曾經(jīng)生活過大約16萬種鳥,但一次次的自然災(zāi)難使得鳥類一批批消亡。例如,第四紀(jì)更新世的4次大冰期就使得當(dāng)時25%的鳥類絕滅。晚更新世以后,由于人類活動和其他因素的影響,鳥類絕滅速度變快,平均每80多年就有一種鳥絕滅。再如,在1600年1900年的300年間,由于人類活動的加劇,世界各洲絕滅的鳥類高達(dá)90余種,平均每3.3年就絕滅一種鳥?，F(xiàn)

12、以澳洲新西蘭的恐鳥為例?？著B是一種大型的陸生鳥類,身高可達(dá)3m多,以植物的根莖、種子、漿果等為食。由于新西蘭土著人活動范圍擴大,大肆墾地?zé)?使恐鳥失去了家園,到處流浪?？著B的數(shù)量急劇減少,到1800年終于全部絕滅。顯然,人類的活動規(guī)模和程度與包括鳥類在內(nèi)的生物物種絕滅的速度是成正比的。有人預(yù)測,如果人類的活動仍然不加節(jié)制,如果熱帶雨林繼續(xù)遭受砍伐和毀壞,那么到21世紀(jì)初就會有400種500種鳥從地球上永遠(yuǎn)消失。鳥類是我們?nèi)祟惖呐笥?所有的生物都是我們?nèi)祟惖呐笥选Ｎ覀儜?yīng)當(dāng)清醒地認(rèn)識到,我們?nèi)祟惒皇堑厍虻闹髟?而是地球村中的普通一族。我們應(yīng)當(dāng)學(xué)會與鳥類友好相處,學(xué)會與所有的生物和平共處。愿我們?nèi)祟惻c鳥類及所有地球村的成員一道奔向燦爛輝煌的明天。明天的“鳥”可能不同于今天的鳥,明天的“鳥”也許不再稱。其為“鳥”,但有一點是永恒的:今天的鳥就是昨天的恐龍的后代,而明天的“鳥”仍舊是恐龍后代的后代。我們要大聲疾呼:請保護(hù)好恐龍的子孫可愛的鳥類。參考文獻(xiàn)：1季強,姬書安.中國最早鳥類化石的發(fā)現(xiàn)及鳥類的起源J.中國地質(zhì),1996,23(10):30-32.2季強,姬書安.原始祖鳥(Protachaeopteryxgen.Nov.) 中國的始祖鳥類化石J.中國地質(zhì),1997,24(3):38-41.3季強,姬書安,尤