李 楊
經過最近10年“黃金時期”的研究,有關恐龍的一部分爭議性話題可以有初步結論了
2006年12月24日,美國《科學》雜志刊文稱,西班牙發現了一具極為罕見的巨型恐龍化石,其大小超過了以往在歐洲大陸出土的任何一種動物化石;僅僅幾天之后,2007年1月7日,中國江西贛縣茅店鎮又挖掘出了數十枚恐龍蛋化石。專家根據恐龍蛋的形狀分析,至少存在三種類型的恐龍。
近10年來,恐龍新種類的發現速度遠遠高于歷史上的任何時候,北美、南美以及亞洲的蒙古和中國等地都出土了大量的恐龍化石。這些化石的發現為恐龍各個類群的演化、鳥類的起源,甚至大陸漂移的研究都提供了重要信息。
恐龍起源:大從小來
在很多人看來,恐龍是一類個體龐大的爬行動物,實際情況并非完全如此。徐星說,恐龍一般泛指生活在大約2.35億年前三疊紀中期到6500萬年前白堊紀晚期的一大類能夠直立行走的陸生脊椎動物。它們延續的時間長達1.7億年左右,在當時的陸地上幾乎占據了每一個生存空間。它們形態各異,大小不一,生活方式也不盡相同。
據猜測,大約有近50萬種恐龍在地球上生存過。在所有恐龍中,只有獸腳類屬于食肉恐龍,其余都是食植的。古生物學家一直都想知道,最早的恐龍是什么樣的?在目前已有的化石記錄中,南美阿根廷西北部發現的黑瑞拉龍和始盜龍是兩種較早的恐龍。
黑瑞拉龍最初是由一個叫黑瑞拉的農民發現的。它是早期食肉恐龍, 有尖銳的牙齒和爪、強有力的前肢。它骨骼輕巧, 所以人們相信它是敏捷的獵食者。它生存在大約2.3億年前,體長3米,體重約100公斤。
另一類早期恐龍是發現于馬達加斯加的原蜥腳類恐龍,是食植性恐龍,也生活在大約2.3億年前。可以推斷,所有的恐龍,無論是阿根廷的黑瑞拉龍還是馬達加斯加的原蜥腳類恐龍,都起源于一個祖先。這個祖先應該是身高1米左右、兩足行走的食肉動物。
冷血動物還是溫血動物
自從1841年英國學者歐文首次使用“恐龍”這個詞以后,“恐龍”逐漸走進人們的生活。電影《侏羅紀公園》中,斯皮爾伯格塑造的各種恐龍或者高大威猛,或者奇特怪異,渾身長著鱗甲,有著一副冷酷的外表。
“如果斯皮爾伯格今天再拍一部恐龍影片的話,其中的一些恐龍形象恐怕要變得溫柔一些了。”中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星在他的著作《未亡的恐龍》一書中寫道。
傳統觀點認為,恐龍是像鱷魚一樣渾身長著鱗片的冷血動物。上世紀70年代,美國哈佛大學教授巴克提出溫血恐龍說,引起巨大轟動和爭論。
巴克認為,恐龍并不像大多數爬行動物那樣,在地面上爬來爬去;而是如同大象、馬和鴕鳥一樣用四足或兩足直立行走。這種運動姿態需要較大的體能來加強新陳代謝。所以恐龍應當是溫血動物。
一些支持巴克觀點的學者進一步解釋道,首先,有些恐龍行動極為敏捷,其速度可達每小時20至90多公里。這就需要有強壯的心臟并且維持較高的新陳代謝,冷血動物顯然是做不到的。其次,恐龍的食量都相當大,據推測,一頭30噸重的蜥腳類恐龍,每天可能要吃掉近2噸食物,只有溫血動物才需要這么多的能量。從食肉恐龍遠遠少于食草恐龍來看,這一點也是合理的。另外,還有一些身體較小的恐龍,它們身上很可能覆蓋著一層原始羽毛或羽毛,這也是為了防止熱量散失。其他方面,如骨胳的研究,也初步表明一些恐龍的生長方式也類似于溫血動物。
1993年,美國北卡羅萊納州的一個重大發現有力支持了溫血恐龍說。這具距今已有6600萬年的恐龍化石保存得非常完整。特別令人驚奇的是,它的心臟部分竟然保存完好。科學家發現,恐龍化石胸部有一個棕紅色椰子大小的心臟化石。通過計算機斷層掃描裝置生成的兩維和三維影像可以看出心室和大動脈,它有完整而獨立的肺部和體循環系統,新陳代謝速率要明顯高于常見的爬行動物。恐龍化石本身不僅有一個心臟,而且這個心臟有隔腔,雙泵結構,單一的動脈系統。它看上去更像哺乳動物或鳥類,而不像爬行動物。這只恐龍的循環系統比爬行動物要先進許多,有力支持了恐龍是溫血動物的假說。
鳥類:活著的恐龍
6500萬年前,一種獸腳類恐龍生下了一個后代,這個后代就是始祖鳥,后來逐漸演化成了今天種類繁多的鳥類。因此,恐龍沒有滅絕,它們依然活在現實世界中,天上飛的鴿雀、地上跑的雞鴨都是恐龍。
1999年,在北美古脊椎動物學年會上,美國古生物學家保羅做了一場報告。報告的題目令當時絕大多數古生物學家無法接受——《鳥是恐龍,恐龍是鳥嗎?》
在這篇報告中,保羅提出,始祖鳥與許多獸腳類恐龍之間的對比,不僅證明了鳥類就是由恐龍演化而來的,而且有些小型獸腳類恐龍,包括馳龍類、傷齒龍類和竊蛋龍類的形態結構比始祖鳥還要進步,它們屬于一類失去飛行能力的鳥類。換句話說,過去被當作小型獸腳類恐龍的許多動物實際上是鳥類。
在進化生物學的研究領域中,鳥類起源說一直是人們最感興趣的課題之一。1986年,美國耶魯大學的古生物學家戈捷發表了一篇在鳥類起源研究方面具有里程碑意義的文章。在這篇文章中,戈捷第一次全面系統地分析了鳥類起源的問題,建立了一套較為系統的演化關系。他列出了恐龍從原始屬種向鳥類演化在形態結構上產生的每一步變化,并明確提出鳥類是從獸腳類恐龍當中的手盜龍演化而來。
在過去的20年中,古生物學家在亞洲的蒙古、中國,南美的阿根廷和非洲的馬達加斯加等地發現了大量的化石證據,不僅從整個理論框架上,而且從很多演化的細節上支持鳥類恐龍起源說。
古生物學家還從恐龍的行為學為鳥類起源提供了大量證據。比如,在蒙古和美國蒙大拿州的恐龍巢穴發現,有些恐龍的繁殖行為類似鳥類,每次產卵數量限于一個,而不像爬行動物一次下一窩。再如,一些學者在研究竊蛋龍化石時發現,這類恐龍能夠像鳥類一樣孵卵。
10年前,中國古生物學家在遼寧省西部一個叫四合屯的地方,采集到7種長有羽毛的獸腳類恐龍化石。其中,尾羽龍是一個非常重要的發現。尾羽龍長著又短又高的頭,滿嘴除了吻部最前端發育有幾顆牙齒外,幾乎看不到其他牙齒。它的前肢非常小,尾巴也很短,但脖子很長。在它的胃部,還保留著一堆小石子,這就是現代鳥類胃中常有的胃石,用于磨碎和消化食物。最為激動人心的是,它的尾巴頂端長著一束扇形排列的尾羽,在它的前肢上也長著一排飛羽。這些羽毛具有明顯的羽軸,也發育有羽片,總體形態和現代羽毛非常相似,惟一的區別在于它的羽片是對稱分布的,而包括始祖鳥在內的鳥類的飛羽則是非對稱分布的。一般認為,非對稱的羽毛具有飛行功能。因此,尾羽龍的羽毛可能代表羽毛演化的相對原始階段。
越來越多的證據讓大多數古生物學家確信,鳥類是由恐龍進化而來的。他們認為,“鳥類就是恐龍”這一概念已像人類就是哺乳動物這一提法一樣確鑿無疑。