鳥類起源：尋找“飛翔”的恐龍

裘銳

大量的恐龍化石證據表明，鳥類是恐龍的后代，并且古生物學家在恐龍化石上發現的羽毛也并不是鳥類獨有。既然恐龍是鳥類的祖先，那么為了演化成鳥類，除了翅膀，恐龍還做了哪些努力呢？

可以伸平雙臂的小盜龍（圖片來源/ 維基百科）

恐龍是鳥類的祖先？

鳥類的起源一直是古生物學研究的熱點。近年來，古生物學家就陸續發現了大量與鳥類起源有關的恐龍化石，部分化石還保留了羽毛。有些形態和現今的鳥類幾乎沒有差別。古生物學家在一些恐龍的羽毛化石上還發現了黑素體的顯微結構，這是構成現代鳥類多彩羽毛的關鍵。這一發現不僅從顯微層面證明了恐龍和現代鳥類羽毛的相似性，古生物學家可據此大致復原一些恐龍的羽毛顏色。另外，部分長羽毛的恐龍體型較小，前肢很長，爪子彎曲，類似現生的樹棲動物，由此推測它們可能之前生活在樹上。

翅膀的隱藏進化史

化石上的痕跡顯示，很多恐龍有著和現代鳥類一樣的羽毛翅膀。古生物學家研究發現，除了羽毛，恐龍的翅膀還有和鳥類相似的其他特征。

鳥類翅膀的體積無論多大，當它們降落后，都會完全收攏在體側，哪怕是翼展3米的信天翁。這是因為羽毛接觸地面容易受傷，影響飛行。此外，鳥類的腕部結構是翅膀完全收攏的關鍵。脊椎動物的腕骨分為近端腕骨以及遠端腕骨，鳥類所有的遠端腕骨融合成了一塊半圓形的腕骨，可以靈活旋轉。大部分恐龍的遠端腕骨和其它爬行類動物相似，但很多帶羽毛恐龍的遠端腕骨已經向鳥類一樣愈合在一起，形成一塊半圓形的腕骨，說明它們已具備了收攏翅膀的能力。

近鳥龍、振元龍與長羽盜龍的化石都保留了羽毛

鳥類飛行需要不停拍打翅膀，但大多數的恐龍是做不出來的。陸地的脊椎動物前肢活動范圍取決于肩關節處肩臼窩的朝向。大多數的恐龍肩臼窩的開口是朝向身體腹側的，這導致它們只能前后運動，而現代鳥類是朝向背側開口的，它們可以在側向進行大范圍的活動。

古生物學家發現，帶羽毛恐龍的肩關節情況位于其他恐龍和現代鳥類之間，肩臼窩開口于身體側面。古生物學家對它們的前肢活動范圍進行了模擬，發現一些帶羽毛恐龍可以把前肢抬升到水平位置，這表明它們已經具備了拍打翅膀的能力。但與現代鳥類相比，帶羽毛恐龍的前肢活動范圍較小。空氣動力學研究結果顯示，帶羽毛恐龍的前肢活動范圍雖然較現代鳥類小，但足以支持它們進行高效地滑翔。

鳥類的飛行秘籍

——雙重呼吸

為了飛上天空，改變呼吸系統也很重要。相比于在陸地上行走和奔跑，飛行是十分消耗能量的。為了吸收更多的氧氣，從恐龍到鳥類，它們演化出一套獨特的雙重呼吸系統，鳥類身體的氣囊數量遠比其他動物要多。氣囊讓鳥類一次可以吸入大量空氣，有利于在飛行中給身體降溫。

古生物學家在帶羽毛恐龍，乃至一些更原始的恐龍的脊椎上，都發現了氣腔的痕跡，這些氣腔所在位置和現代鳥類脊椎上的氣腔非常接近，說明部分氣囊在恐龍的身上就已經出現了。

恐龍和鳥類身體里存在9個氣囊，這些氣囊與肺相連。當吸氣時，大量空氣進入肺完成氣體交換，但還有部分空氣直接進入氣囊;呼氣時，部分空氣則從氣囊出來，再次通過肺排出體外。這樣的呼吸過程，可以確保飛行中有足夠的氧氣。

恐龍到鳥類的演化讓我們深刻了解到，任何生物的演化都不是一蹴而就的，每個物種都是經過數百萬年的演化，才形成今天的模樣。

?恐龍和鳥類的氣囊對比（圖片來源/ 維基百科）