飞行到底是怎么演化出来的?这个问题听起来像是已经有答案了——恐龙长出羽毛,羽毛变成翅膀,翅膀带着它们飞上天,最后留下今天的鸟类。但中国东北新发现的一块化石,正在让这条看似顺理成章的路线变得复杂起来。
这块化石属于一种新命名的恐龙,叫 Norellraptor barsboldi。它是一种小盗龙类,也就是说,它是一种体型很小、长着羽毛和翅膀的恐龙。它属于一个更大的类群——副鸟类(Paraves),这个类群里既有各种兽脚类恐龙,也包括今天仍然繁盛的鸟类。而且,和它活着的亲戚一样,Norellraptor 很可能也会飞。
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但问题恰恰出在这里。对这块保存得异常精细的化石进行仔细分析后,研究人员提出:通往飞行的演化路径,可能比我们以为的要分叉得多。
一块57厘米长的化石,藏着什么线索
这项研究由中国地质科学院古生物学家王旭日(Xuri Wang)及其同事完成,论文发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。
这只小盗龙的身体长约 57厘米,刚刚超过22英寸。根据骨骼特征判断,研究人员认为它在死亡时还没有完全长成。它的羽毛保存得远不如骨骼那么好,但从研究人员能看到的部分来说,它的前肢和尾部似乎装饰着与飞行相关的羽毛,而身体其他部位则覆盖着直而简单的羽毛。
真正让研究人员开始重新思考的,是骨骼上的某些特征,以及它在副鸟类家族树上的位置。
小盗龙类和鸟类都演化出了飞行能力,这件事本身并不必然意味着它们从同一个祖先那里继承了这项本领。Norellraptor 目前在副鸟类家族树上的位置提示,飞行可能实际上至少独立起源了两次。它走向天空所遵循的步骤,似乎和鸟类走过的路相当不同。
另一个证据来自这只恐龙的前臂,也就是翅膀。它的发育似乎在生命很早的阶段就停止了,这和我们在现代会飞的鸟类身上看到的情况正好相反。
两条谱系,两套不同的“飞行配方”
王旭日和团队在论文中写道:“沿着这两条谱系重建出的飞行相关新特征的序列始终不同。”他们进一步表示,结合组织学证据——这些证据可能指示小盗龙亚科有一种特殊的肢体生长模式——这些结果否定了存在一种共同发育模式驱动飞行恐龙演化的可能,并支持副鸟类中有翅类群的起源存在多个独立的选择机制。
换句话说,副鸟类家族里可能发生了某种趋同演化。
趋同演化指的是两个彼此独立的演化支通过完全不同的路径,抵达了相似的结果。想想鲸和鱼:两者都能靠鳍游动,但它们是从完全不同的路径走到这个身体构型的。
如果这个判断成立,那么鸟类和小盗龙类可能并不是从同一个“会飞的祖先”那里继承飞行能力的,而是各自摸索出了自己的上天方式。它们都飞起来了,但“怎么飞起来”的答案,可能写在了两本不同的说明书里。
但一块化石还不足以改写历史
不过,古生物学家不能只靠一块化石就改写演化史。在科学家们被说服、相信鸟类和小盗龙类确实是完全独立地演化出飞行之前,还需要多得多的证据。
论文作者自己也指出了这个领域的争议性。他们写道:“小盗龙类一直被认为是被用来研究鸟类飞行起源与演化的模型。然而,从功能学和系统发育学的角度来看,鸟类的飞行器官与小盗龙类所谓空中适应之间的演化关系,仍然存在争议。”
这句话其实是在说:小盗龙类到底会不会飞、怎么飞、和鸟类飞行是不是同一回事,学界本来就没有定论。这块新化石提供了一个有力的线索,但它更像是在一场还没结束的辩论里投下了一张新牌,而不是直接宣布辩论结束。
为什么这件事值得普通人关心
你可能会想,一只一亿多年前的小恐龙会不会飞,和今天的生活有什么关系?
关系在于,它触及了一个更普遍的问题:当我们看到两个东西很像的时候,它们一定是来自同一个源头吗?
鸟类有翅膀,小盗龙类也有翅膀;鸟类会飞,小盗龙类可能也会飞。过去的直觉是,既然这么像,那飞行能力应该是一脉相承的。但这块化石提示,相似的结果不一定来自相同的路径。演化有时候会像两个互不通信的工程师,各自用不同的方案解决了同一个问题。
这种思路不只适用于恐龙。生物界里到处是趋同演化的例子:鲸和鱼、蝙蝠和鸟、仙人掌和大戟科植物。它们看起来像,但“像”的背后可能是完全独立的发明。
所以,这块来自中国东北的化石真正有意思的地方,不是它证明了什么惊天动地的结论,而是它让一个原本看起来笔直的问题——“飞行是怎么来的”——重新变成了一张可能有多条岔路的路线图。而这张图上,还有很多路段等着更多化石来填。
研究发表在《自然通讯》(Nature Communications)上。
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