缺失的一环
100多年来,古生物学家们探寻鸟类起源与演化的热情丝毫未减,由此展开的激烈争论也从未停息。这个源头还要追溯到世界上第一块鸟类化石的发现。
1861年,在世界著名的化石产地—德国的索伦霍芬,人们发现了一个与众不同、令人眼前一亮的化石—一根羽毛。这是用来飞行的羽毛,和现代鸟类不对称的飞羽几乎没有区别。但是,什么动物能够拥有这种羽毛呢?第二年,在这个地区找到了答案—一个爬行动物的身体连着羽毛,这就是始祖鸟。它的脚上有四个趾,腿很长,翅膀上长有锋利的爪子。它的头像爬行动物,有骨质的颌骨,里面是牙齿,还有条长长的骨质尾巴,这也像爬行动物,但在尾骨的两旁,却有鸟的特征—羽毛。这个原始与进步的性状集于一身的奇特组合,恰好表明了鸟类是从爬行动物演变而来的。始祖鸟化石的发现强有力地支持了刚刚诞生不久的达尔文的进化论观点。直到今天,始祖鸟仍然是世界上发现的最为原始的鸟类,它们生活在1.5亿年前的晚侏罗世。
鸟类的演化研究自始祖鸟拉开了序幕。19世纪末期,北美发现了以鱼鸟和黄昏鸟为代表的一些生活在9000多万年至6500万年前的晚白垩世的鸟类化石。它们已经是比较进步的类型。而那些新生代的鸟类化石已经相当进步,几乎已经可以和现生的鸟类类型联系在一起了。然而,在鸟类演化的四个重要阶段中,却惟独有一个重要的环节缺失了—这就是距今1.45亿~1亿年的早白垩世。
在始祖鸟化石发现之后的100多年里,早白垩世的鸟类化石记录零星而又破碎,这使人们对于鸟类演化的这段历史几乎一无所知。在恐龙统治陆地、翼龙称霸天空的早白垩世,生活在其阴影之下的鸟类究竟经历了怎样的发展?而这个缺失一环的关键性化石证据又遗落在哪里了呢?
曙光初现
1990年夏末,中国东北的辽西地区满目生机。中科院年轻的古生物学家周忠和此刻正前往一个叫做波罗赤的小镇。尽管这里看上去是一个再普通不过的北方小镇,但却是著名的热河生物群的化石产地之一。
就在此前4个月,周忠和与他的同事在这里的地层中发现了鲟鱼类的化石,根据后来的推测,那很可能是白鲟类化石最早的祖先。这个令人兴奋的发现促使周忠和再次来到这里,每掀开一片岩石,周忠和热切的目光都会仔细地搜索一遍,希望找到更完整的鲟鱼类的化石。
两个星期过去了,周忠和一心期待的白鲟化石并没有出现。不过,却有另外两块与众不同的化石引起了他的好奇。它们似乎不属于鱼类,但一时间,周忠和也无法断定化石里到底是哪种动物留下的身影。
化石被带回了北京的研究所。为了尽快确认两块化石的真实身份,周忠和开始了大量的查证工作,在请教了多名研究所的专家之后,结果出来了—它们是两只鸟!最重要的是,它们来自1.2亿年前的早白垩世。人们几乎不敢相信自己的眼睛—因为这正是古生物学家苦苦寻觅的那个缺失环节上的重要化石证据!这两件鸟类化石就包括一块叫华夏鸟的标本,实际上几乎是一块完整的鸟的骨骼。
“这个新的发现太令人兴奋了。实际上,在1990年那个时期,世界上从早白垩世那个地层发现的鸟的化石,总的数量加起来可能也不到七八块,其中没有一块是完整的,而华夏鸟是当时保存最完整的一块化石。”周忠和说。而这个偶然的发现也就此改变了他的研究道路,“缺环”上的第一个身影,强烈地吸引着他投入到那个古鸟类的世界中去。
缺环上的空白终于有了一个完整而清晰的身影。华夏鸟个体很小,保存了完整的头骨,嘴里的牙齿清晰可见。这些源于爬行动物祖先的特征,在现在的鸟类里已经完全退化掉了。从华夏鸟的身上,就可以看到鸟类在漫长演化中所发生的改变。细致的研究还表明,华夏鸟属于一种反鸟类型。反鸟可以说是中生代分布极广、数量很大的一类鸟。最初,古生物学家是根据晚白垩世的一些鸟类化石建立了这样一个类群,华夏鸟的发现就把整个反鸟类的分布向前延伸到了早白垩世,由此可以推断,反鸟类已经从早白垩世出现了很大的分化,一直发展到了晚白垩世。并且这个类群因为比较特化,所以在白垩纪末期的时候和恐龙一起灭绝了。
华夏鸟的出现令人振奋,然而,这毕竟只是巨大冰山所显露出的一角。如果没有新的化石发现,对于人类来说,那个真实存在于1亿多年前的鸟类家园还将是一片充满未知的世界。所有可能揭示真相的线索,都埋藏在厚厚的未可知的岩石之中。但是,相对于数量众多的恐龙化石,鸟的化石实在太少见了。除了骨骼轻薄易碎不易保存,还有另一个重要的原因。
(更多精彩图片及完整内容请阅览《科学世界》2007年6月号)