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恐龙,也许并未灭绝

恐龙,也许并未灭绝

2020年06月18日 05:24 来源:北京日报参与互动参与互动

  恐龙,也许并未灭绝

  本报记者 李祺瑶

  假如把地球46亿年的历史浓缩成24小时,那么零时,地球形成;4时出现单细胞生物;20时30分,出现微生物,接着陆生动物出现; 22时48分左右,恐龙来了,23时40分左右消失;临近午夜,人类出现,迄今有记录的整个人类历史,只有短短的几秒……

  在地球上出现的时间远远长于人类的恐龙,一直吸引着徐星。这位命名恐龙有效属种数量,在全世界名列前茅的中国学者,20余年一直在努力揭开一个谜——

  “说到恐龙,人们往往想到凶猛的霸王龙或者笨重、迟钝的马门溪龙;谈起鸟类,我们头脑中自然会浮现轻灵的鸽子或者五彩斑斓的孔雀。二者似乎毫不相干,但近年来发现的大量化石显示:在中生代时期,恐龙的一支经过漫长的演化,最终变成了凌空翱翔的鸟儿。”

  ——《飞向蓝天的恐龙》

  小学四年级语文课本里有一篇课文——《飞向蓝天的恐龙》,作者就是徐星,这位中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副所长,试图告诉孩子们一个大胆的猜想:恐龙,也许没有灭亡,鸟类,就是它们的后裔。

  重读写于10余年前的文章,上月刚刚获得 “第二届全国创新争先奖状”的徐星笑得很开心,在他心中,这篇不足千字的文章与他获得的各种荣誉同样重要,正是这篇小文,唤起了许多孩子对恐龙的兴趣,寻找“飞向蓝天的恐龙”的同伴越来越多……

  徐星觉得,自己就快要接触到真相了。

  “先结婚,后恋爱”

  徐星的办公室里,到处都是“恐龙”——茶几上摆着化石,书柜中摆着恐龙相关的书籍和资料,墙上贴满各种恐龙的图像……

  这位已51岁的“恐龙迷”,小时候并不迷恐龙,甚至还曾认为研究恐龙,前途渺茫。

  “我和恐龙,其实是‘先结婚,后恋爱。’”徐星说完,哈哈大笑。

  徐星出生在新疆新源县,信息闭塞的童年,读书,是他最喜欢的事。上小学时,徐星从书中知道了陈景润,知道了“哥德巴赫猜想”,他梦想成为数学家;上中学的时候,他又迷上了物理,立志要当个物理学家,而且,一定要去北京大学读书。

  偏偏高考那年,北大物理系在新疆没有招生名额,有招生名额的都是冷门专业,其中有“地质学”。当年填报的专业,徐星已经记不清了,“但肯定不是地质学!”徐星说,为了保险,他还是勾选了“服从分配”。

  如愿以偿,拿到北大的录取通知书,徐星兴高采烈地打开,看到录取专业时,他愣了—— “古生物专业”,“这是什么专业?”直到入学,徐星才知道,录取自己的专业是地质学的一个学科方向。

  徐星并不喜欢这个专业,他对经济学更感兴趣,大学期间,很多时间都花在“啃”马克思、萨缪尔森等人的著作上,他甚至还到中国人民大学旁听过一段时间经济学课程,盘算着通过考研,读一个国际金融之类的专业。

  缘分,有时候说不清楚,你越不想干什么,反而越逃不脱。

  23岁,徐星大学毕业,他没能去读经济学专业的硕士,而是被免试推荐到中科院古脊椎所,跟随古生物专家赵喜进专门研究恐龙。

  刚开始,徐星还是“不务正业”,他迷上了计算机。直到研究生阶段的第三年,迫于毕业论文的压力,他才开始看化石、看标本、写论文……渐渐发现恐龙的世界如此有趣。第一次亲手触摸恐龙化石的时候,徐星仿佛感觉到了亿万年前的生命,寻找化石中的秘密,就像是福尔摩斯探案……就是这短短的一年,他爱上了恐龙,而且热恋至今……

  “在‘外面的世界’转了一圈,最后还是回到原本的人生轨道上来。”回忆往事,徐星很是感慨。

  一块不完整的恐龙化石

  为了争取到更多的工作机会,徐星每天都早早来到古脊椎所。不务正业时研究的电脑,现在有了用武之地。他借助电脑分析数据,协助老师和前辈研究……所里的老师们都喜欢这个勤奋的小伙子,办公室里的化石,随他研究。

  办公室里大大小小的化石,都是导师赵喜进在上世纪六七十年代采集来的,一块不完整的恐龙化石,吸引了徐星的注意——仅十几厘米长的化石,呈现出一段不完整的下颌骨及牙齿,徐星仔细观察后判断,这是一块镰刀龙类的化石标本。

  标签上写着,化石发现于云南峨山的下禄丰组,年代属于侏罗纪早期。徐星有些迷糊,“当时学界一般认为镰刀龙类生活在白垩纪。如果这块化石真的属于镰刀龙类,那就相当于把此类化石的纪录从约1.2亿年前的白垩纪早期,提前到近2亿年前的侏罗纪初期。”

  徐星觉得自己可能触碰到了一个重大发现,他兴奋极了,废寝忘食地翻阅资料,反复比对,他越来越肯定,这块不完整的化石,就是镰刀龙类化石。

  当时,研究镰刀龙类的专家——美国华盛顿大学古生物学教授詹姆斯·克拉克正在古脊椎所交流访问,在看了化石和徐星的论文之后,克拉克肯定了徐星的判断,建议他讨论讨论“这块化石的发现对鸟类起源研究的意义”……

  一语惊醒梦中人。徐星发现了新天地。

  1868年,英国博物学家赫胥黎就提出鸟类可能演化自恐龙的假说,一个多世纪以来,这种假说已经成为主流,但依然存在不少疑问。

  比如始祖鸟生活在约1.5亿年前的侏罗纪晚期,而当时发现的似鸟恐龙化石却都出现在白垩纪。祖先生活的时期怎么可能比后裔还晚?

  徐星的发现,可以解决这一困惑。他发现的镰刀龙类化石,将这类鸟类祖先类群的化石纪录提前至侏罗纪时期, “从时间的演化序列来看,‘恐龙变成鸟’这件事也更好解释了。”徐星遵循这一思路,与导师合作了一篇论文,发表在1998年的《自然》杂志上,一定程度上解决了鸟类起源于恐龙这一假说的“时间难题”。

  这是徐星科研生涯中第一个重要的研究成果,也是他探索“飞向蓝天的恐龙”的起点。

  四个翅膀的小盗龙

  1996年,一枚发现于中国辽西的化石颠覆了恐龙固有的形象。

  一圈纤维状的印记,从头至尾,将一米左右的完整化石骨骼紧密包围。这是世界上首次发现的带羽毛的恐龙化石。

  这块化石被命名为“中华龙鸟”,“它的发现为研究鸟类如何演化出羽毛打开了一扇窗。”徐星说。从那时起,徐星也开始在辽西及其周边地区寻找带羽毛恐龙的化石。

  1999年11月,美国《国家地理》杂志,发表文章——《霸王龙长羽毛了吗?》,介绍一块来自中国的神奇化石——一种具有鸟类身体和恐龙尾巴的动物,研究人员称之为“古盗鸟”,这一发现为鸟类起源于恐龙提供了直接证据。

  但很快,徐星发现,“古盗鸟”其实并不存在。

  当时,徐星和同事们正在研究一块发现于辽宁西部的化石标本,他们观察到,这块化石的尾部与“古盗鸟”标本的尾部一模一样。原来,“古盗鸟”化石标本是由不同动物的骨骼化石拼凑起来的一种人为的“物种”。

  徐星给《国家地理》杂志去信,提出质疑,“科学研究必须忠诚本真,我有义务指出这个事。”徐星说。2000年初,《国家地理》杂志召开发布会,承认了自己的错误,并且将徐星的来信发表在2000年第4期《国家地理》杂志上。

  “古盗鸟”虽然不存在,但不代表“鸟类起源于恐龙”假说的破灭。

  就是这块揭穿“古盗鸟”的辽西化石,使徐星发现了另一种身披羽毛的恐龙。徐星和同事一起将这一生活在约1.2亿年前的恐龙命名为“赵氏小盗龙”,以致敬自己的老师赵喜进。

  2002年初,徐星带领课题组开始对一批新采集的小盗龙化石进行研究。“当时,有另外两个课题组也在进行小盗龙的研究。”徐星说,其中一组的主要研究者是他的一位好友,徐星特意给好友发了邮件,承诺不会抢在好友之前发表研究成果。

  好友回信说:“自己的研究论文即将发表。”徐星既为朋友高兴,又有点儿忐忑,“我们都在研究同样的内容,如果另外两个研究小组把我们想说的话、我们发现的研究点都说了,那我们正在进行的研究就大打折扣了。”徐星说着,不好意思地笑了。

  2002年夏天和秋天,另外两个研究小组的文章相继发表,很幸运,都没有涉及徐星他们的研究重点。

  “我们从化石上发现,小盗龙有着非常长的片状羽毛,而且羽轴两侧的羽片宽窄不同,是不对称的,这恰好符合会飞鸟类的飞羽特点;更令人惊叹的是,它的羽毛不仅分布在前肢和尾巴上,还分布在后肢上,即小盗龙长了四个翅膀。”徐星兴奋地说,这种羽毛分布形式表明,这类小型的驰龙类在当时可能已具备了一定的飞行能力,它们利用四肢覆盖的羽毛,可以从一棵树飞行到另外一棵树。

  2003年初,《自然》杂志封面文章发表了徐星等人发现的四翼恐龙,这是世界上发现的第一种长了四个翅膀的恐龙,为鸟类起源于恐龙提供了有力证据——从兽脚类恐龙向鸟类的演化过渡之中,可能经过了一个四翼阶段。同时,这一发现也为“树栖起源滑翔说”提供了最直接的化石证据,徐星和同事将这种长着四个翅膀的小盗龙命名为“顾氏小盗龙”,以纪念为热河生物群做出重大贡献的中国著名古生物学家顾知微院士。

  小盗龙,就此成为国际古生物学界最耀眼的明星之一。徐星也就此写出了科普文章《飞向蓝天的恐龙》,收入小学四年级语文课本中。

  “恐龙三明治”

  从上世纪九十年代末开始,徐星几乎每年都和团队去野外考察,足迹跨越了新疆、东北三省、内蒙古、河北、山东、云南和湖南等地。

  野外考察,苦不堪言。戈壁沙漠,有时营地距离水源地几百公里,为了节约用水,徐星和同事甚至常常不洗脸,“袜子硬得都能立起来。”

  头顶烈日,毒虫叮咬,甚至还要面临翻车、方向盘被颠断的情况……但再恶劣的环境,也比不上“一无所获”的沮丧。

  不过徐星好像好运伴身,常常有重要发现。其实,这“好运”正是坚持野外考察、不畏艰辛的“回报”。

  在新疆准噶尔盆地,徐星和同事们发现了一个有趣的地质现象:在地层当中,保留着不少凹陷,凹陷之中,以两三平方米为一个区域,保存着一层一层堆积起来的化石,“每隔二三十厘米岩石,就是一层化石,就像‘恐龙三明治’。”徐星说。

  层层叠叠的化石,讲述着亿万年前的故事——

  1.6亿年前,侏罗纪晚期的新疆五彩湾,生机勃勃。

  雨季的一天,持续的雨水让本已湿滑的地面泥泞不堪,几只大型的蜥脚类恐龙途经此处,有着庞大身形和体重的它们沿途踩下了一个又一个巨大的深坑,但很快深坑又被泥水灌满。

  刚刚放晴,几只体长1米多的小型原始角鼻龙类恐龙打闹至此,黄昏余晖下,它们完全没有注意到脚下的危险,一不留神陷入泥潭,这一陷就是亿万年……

  2009年,徐星他们发现了这种小型恐龙,并给它们起了一个有些“悲壮”的名字——“难逃泥潭龙”。在“难逃泥潭龙”身上,徐星和同事们解开了两个有关鸟类起源的秘密。

  “它提供了关于鸟类手部的三个手指是怎样从恐龙手部演化而来的重要证据。”徐星说,从早期科学家发现的化石证据来看,当兽脚类恐龙一步步向鸟类演化的时候,最开始退化的是最外侧的两个手指,即相当于人类的小拇指和无名指;而现代鸟类胚胎发育学研究认为,鸟的手指是退化掉最内侧的“大拇指”和最外侧的“小拇指”剩下的。“‘难逃泥潭龙’的第五指已经消失,但另一个退化的手指不是第四指,而是第一指,而且退化非常严重——这就说明,恐龙向鸟类进化的过程中,退化的的确是第一指和第五指。”由此,徐星和同事提出了外侧和两侧退化模式相结合的新假说,古生物学的化石证据和鸟类发育学的资料之间的矛盾有望化解。

  徐星和同事们还找到了代表不同年龄段的近20个化石标本,通过对比,他们惊喜地发现:幼年时期,“难逃泥潭龙”的嘴里是长着牙齿的,食性属于杂食性;成年后,它的牙齿会全部脱落,嘴变成像鸟类一样的喙,食性也转变为植食性,“从‘龙齿’到鸟类‘角质喙’的变化过程一览无余,这能帮助我们理解现代鸟类的喙是如何演化形成的。”徐星说。

  同年,徐星和同事们又在辽宁约1.6亿年前沉积的地层中,发现并命名了“赫氏近鸟龙”,这种恐龙已长有羽毛,比“始祖鸟”的时代还要早1000多万年。这一发现填补了恐龙向鸟类进化史上关键性的空白,进一步支持了恐龙演化曾经过“四翼阶段”的假说,并提出了兽脚类恐龙分异的时间框架新假说。这是鸟类起源研究的一个新的、国际性的重大突破。

  徐星和同事们的发现还有很多——

  在内蒙古二连浩特,他们发现了生活在7000万年至8000万年前的巨盗龙,它是迄今发现的最大的窃蛋龙,但它许多特征更像鸟类,被美国《时代》杂志评选为2007年度世界十大科技发现之一;

  2012年,他们命名了一种新的暴龙类恐龙——华丽羽王龙,这种食肉恐龙是我国辽西热河生物群迄今发现的体型最大的带羽毛恐龙;

  2018年,他们发现了一个和鸟类亲缘关系很近的恐龙新属种——“巨嵴彩虹龙”,它与“赫氏近鸟龙”同属近鸟龙类,其尾羽羽轴两侧的不对称羽片,表明其当时已具有辅助飞行特征,使其成为迄今发现最早的具有不对称飞羽的动物;

  ……

  为了这些化石,徐星付出了很多,常年的野外考察,他的膝盖和肠胃都落下了毛病。但他乐此不疲,依然执著寻找着“恐龙进化”的答案——

  “亿万年前,一种带羽毛的恐龙脱离同类,飞向蓝天,演化出今天的鸟类大家族。”徐星觉得,真相越来越近了——

  “恐龙,并没有完全灭亡!”

【编辑:李玉素】
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