發現甘肅鳥

2006年6月16日美國《科學》雜志發表了題為《中國西北早白堊世兩棲型今鳥類化石》的文章。文中記述了發現于我國甘肅省酒泉地區距今約一億一千萬年前的大量保存精美的甘肅鳥化石，并推測甘肅鳥是已知最早的今鳥類化石，并且現生鳥類很可能起源于水棲生境。

鳥類的起源和早期演化一直是科學界所關注的問題，而對這些問題的解答很大程度上依賴于新化石材料的不斷發現。自1996年我國遼西發現世界上第一只帶毛的恐龍的化石起，那里陸續發現的大量恐龍和早期鳥類化石標本讓古生物學家們越來越堅信鳥類起源于一支長羽毛的小型獸腳類恐龍。鳥類起源后不久便演化成兩大支系。一支是反鳥類(Enantiornithes)，其種類和數量在當時都占優勢，但是在白堊紀末和恐龍一樣完全滅絕了。另一支則是包括了所有現生鳥類(Neornithes)的共同祖先在內的今鳥類(Ornithurae)。相對于反鳥類，今鳥類化石材料比較少，尤其是在其起源和早期演化的早白堊世。

就像其他許多重要發現一樣，甘肅鳥的發現也是可遇而不可求的。1981年，甘肅省地礦局和中國科學院的科學家們在酒泉地區進行區域地層古生物調查。據參加當時考察的甘肅省地礦局牛紹武先生回憶，他們當時的一個重點是發現魚化石，因為參加考察的中科院古脊椎動物與古人類研究所的馬鳳珍女士是古魚類專家。可是沒想到有一天剛進到一道溝里不久，中科院的劉智成先生卻發現一件鳥化石。大家興奮異常，因為這可是我國第一件中生代鳥化石。隨后這件化石交由中科院古脊椎動物與古人類研究所的古鳥類專家侯連海先生研究，并命名為玉門甘肅鳥，發表在1984年的《中國科學》上。不過這件標本僅為一保存不全的左后肢，雖然可斷定它為一較始祖鳥進步的古鳥類化石，但其確切的分類位置還不明確。在隨后的近20年里，甘肅鳥似乎被遺忘了。也許因為它太遙遠，也許人們還顧不上它。

2002年8月底，在甘肅省酒泉地區馬鬃山戈壁灘里挖了一個月恐龍的中國地質科學院和甘肅省博物館的野外隊決定到甘肅鳥的故鄉試試運氣。這并不是因為他們在馬鬃山挖不到恐龍，而是這里的恐龍歷經十余年的野外工作已積累了大量資料。與其在這里挖一些可能會重復的恐龍，還不如冒險到附近的甘肅鳥產地碰碰運氣。就這樣大家懷著極大的熱情和渴望，移師甘肅鳥的故鄉昌馬。

昌馬是個世外桃源。這個小盆地南倚祁連雪山，北靠河西走廊，是古代絲綢之路的重鎮。據說因其土肥水美，唐朝是養軍馬的地方，至今這里的人們也是半農半牧。不像西北其他地方，這里夏季涼爽，從不缺水。我們到的正是秋收季節，好一派田園風光，比起在馬鬃山戈壁灘里搭帳篷，真像回到家一樣。

一億多年前的昌馬是個湖泊。這里存在過一個和現在不一樣的世界。那時的地球上會開花的植物還很少，沒有人，哺乳動物個頭也很小。湖邊陸地上是恐龍的王國。甘肅鳥和其他鳥類也繁衍生息在此。后來，歷經滄海桑田，甘肅鳥和其他生物被積存在幾百米厚的巖層中，后期受青藏高原隆起的影響，終于露出地表，讓我們有機會讀到這綿延億年的歷史長卷。仰望著厚薄不一，顏色各異的這段被扭曲的巖層，要找到甘肅鳥恐怕只有跟著感覺靠運氣了。

我們運氣不錯。剛過一個星期的一天上午，小楊就興奮地喊著，快來看，是不是鳥?果然，一只鳥的翅膀的輪廓清晰地印在一塊頁巖上。大家終于松了口氣，我們的冒險成功了。這樣我們就找到了甘肅鳥的層位，可以有的放矢地將力量集中在這里了。在隨后的半個月里，大家又采集到大量各門類植物、無脊椎動物和脊椎動物化石，為全面了解包括甘肅鳥在內的這一生物群的面貌獲取了珍貴的第一手資料。天氣漸冷，野外工作行將結束。雖然還沒有發現另一只甘肅鳥，但每個人都知道這只是個時間問題了。

2004年6至10月間，中國地質科學院和甘肅省地礦局古生物中心又在昌馬聯合組織了大規模野外發掘。不出所料，甘肅鳥很快被找到了。出乎大家意料的是竟發現了近50塊以甘肅鳥為主的鳥化石標本。這些化石不但保存了三維的骨骼形態，而且有些標本還保存有羽毛和皮膚的印痕，為下一步的詳盡的室內研究提供了保障。能在一個野外季度發現如此豐富的化石材料在國際古生物學的發現史上也是不多見的。要知道德國的始祖鳥化石自1860年發現至今也不過10件。

面對這批寶藏中美科學家們選擇其中保存較好的5件進行了重點研究。首先是對每塊骨骼的鑒定和描述，然后運用分支系統學的方法，對包括甘肅鳥在內的20余種主要中生代鳥類的200余個性狀進行分析，結果發現甘肅鳥與發現于北美晚白堊世的魚鳥和黃昏鳥的親緣關系最密切，它們與現生鳥類共同構成了今鳥類。因此，甘肅鳥將今鳥類的化石紀錄提前了約三千萬年。甘肅鳥群也是已知最早的今鳥類主導的鳥化石群，代表了今鳥類進化初期一個重要階段。

甘肅鳥的前肢形態及羽毛特征顯示出它具有很強的飛行能力，而有趣的是，在一件甘肅鳥的標本上，保存了像蹼一樣的印痕，結合其他后肢骨骼學特征推斷，甘肅鳥也應當非常適應水中生活。以往的研究表明，甘肅鳥的近親黃昏鳥和魚鳥也能夠適應水中生活。因此，現生鳥類在白堊紀的共同祖先很可能生活在水棲環境。不過這種兩棲生活方式是否會與現生鳥類祖先能夠躲過白堊紀生物大滅絕事件相關，目前尚不能下結論，因為化石紀錄表明，有的現生鳥類在白堊紀后期又重新適應了陸棲生活，而它們的后裔也一直延續至今。

對以甘肅鳥為主的這一早白堊世化石群的研究還僅僅是個開始。為什么那么多甘肅鳥化石集中埋藏在一起?與甘肅鳥共生的其他鳥類、恐龍還有其他生物的情況如何?這些生命所賴以生存的古環境又是什么樣?還有許多問題尚需要進一步解答。

［責任編輯］ 姜冰