基本資料
中文名稱(Chinese)→原羽鳥
其它中文名稱(Chinese[OTHER])→
拉丁文學名(Name)→Protopteryx
發音(Pronounced)→
含義(Meaning)→取剛剛開始的羽毛之意
綱(Class)→Aves鳥綱
亞綱(Subclass)→Enantiornithes反鳥亞綱
目(Order)→Incertaesedis目科未定
屬(Genus)→Protopteryx原羽鳥
模式種(TYPESPECIES)→P.fengningensis豐寧原羽鳥
其它種(OTHERSPECIES)→...
錯誤歸屬種(MISASSIGNEDSPECIES)→...
時代(Period)→白堊世早期middleBarremian
分布(Foundin)→中國
發現地層(Stratum)→
食性(Diet)→
典型體長(Length)→
推測體重(Mass)→
發現者(Discoverer)→IVPP
命名者(Firstdescribed)→
Zhang&Zhou,2000
發現
從化石鳥標本身上所發現的鱗狀羽毛,正是證明羽毛演化來自於爬行類的最佳證據。中國科學家發現了一新種叫原羽鳥,並且在它身上發現了羽毛附著的殘跡,這鳥活與恐龍同時期生活於白堊紀。
研究
中國北京的古生物研究專家周忠和研究員說:在我們第一次研究這化石時就相信這特徵很不平常。歐掠鳥(Starling)大小般的保存了很好的羽毛痕跡,研究人員可以清楚的分辨出能飛行的羽毛。下方羽毛很原始還有鱗片狀的尾部羽毛引起了研究人員的注意。
跟現代鳥類的羽毛不一樣的是,這些"羽毛"幾乎完全是分枝狀的,尾部羽毛很長,在靠近中間莖部沒有分枝的現象。周忠和說:這些"羽毛"的基部像是爬行類鱗片的延伸,末端近似於鳥類的羽毛。
科學家發現爬行類有著很長的"羽毛狀鱗片",原羽鳥將這觀念轉了過來,鳥類有著"鱗片狀的羽毛"。原羽鳥尾部的羽毛說明了羽毛是如何在演化中被發明出來。
這些原始尾部羽毛支持了羽毛是從爬行類鱗片演化過來的理論,這些鱗片伸長並且特化出中空的翎管與其它的特徵與用途,如飛行、隔絕與平衡。這些羽毛看起來似乎都指出這個早期的鳥類原羽鳥是會飛的。周忠和說:我想它們可以跟現代的鳥一般的飛翔。
至於是否這些鳥傳遞了羽毛到現代鳥類的身上,它門大概不能,很久以前已經滅絕了。資深的Science編輯AndrewSugden說:這個發現並沒有詳細告訴我們現代鳥是如何演化過來的,但是提供了羽毛是如何演化的重要訊息。
2000年12月8日出版的美國權威科學期刊《科學》雜誌上將刊登中國科學院古脊椎動物與古人類研究所青年科學家張福成和周忠和的科研論文,報導他們發現的迄今為止世界上最原始的反鳥--原羽鳥。原羽鳥的化石所具有的一種前所未知的羽毛類型為羽毛的早期演化提供了非常重要的證據。
過去的理論
羽毛一直被認為是鳥類所特有的結構,是把鳥類從所有其它的脊椎動物中區分開來的標誌。但是科學界過去對鳥類羽毛的起源了解甚少,唯一的一個只是“鳥類的羽毛和爬行動物的鱗片同源”或“羽毛起源於爬行動物”。近幾年來,發現於我國遼西地區的帶毛恐龍使羽毛的起源問題成了古生物學界的一個熱點,也成了公眾關注的話題之一。
始祖鳥是公認的最原始的鳥類,但是它並沒有對羽毛起源問題提供多少信息,因為它的羽毛與現代鳥類的羽毛幾乎完全不同。
中華龍鳥、北票龍、中華鳥龍和小盜龍等帶毛恐龍身體上生長的皮膚衍生物的特徵與鳥類羽毛十分相似,所以這些小型獸腳類恐龍身上的這些毛狀物就很容易被認為是一種原始的羽毛。但是這些把恐龍與鳥類聯繫在一起的物種身上的毛狀物卻並沒有為鳥類羽毛與爬行動物的鱗片建立起更多的聯繫。一方面,迄今為止在這些恐龍的毛狀物上並沒有發現分叉的結構,因為還不能把它們與鳥類具有分支的羽毛建立起直接的聯繫;另一方面這些毛狀物也難以與爬行動物的鱗片建立起直接的聯繫。
不久前發現的尾羽龍和原始祖鳥的羽毛曾經被認為是羽毛存在於恐龍中的最強有力的證據,但是也有一些科學家認為尾羽龍是一種次生退化的鳥類,它的羽毛因此也是次生退化的,而不是代表原始羽毛的類型。由於尾羽龍一般被認為與竊蛋龍有較近的親緣關係,與鳥類的系統關係還不如屬於馳龍類的中國鳥龍近,因此它的羽毛被認為更可能是獨立發生的,或者是退化性的,因而與鳥類羽毛的起源沒有直接的關係。
科學家在中亞地區發現的長鱗龍長有延長的鱗片,這種鱗片與現代鳥類羽毛的相似性說明鳥類羽毛演化的早期階段要比過去想像的複雜得多。羽毛可能在比恐龍更加原始的爬行動物中就已經開始出現了。
新理論
這次新發現的原羽鳥化石卻表現出了一種過去從來沒有發現過的新的羽毛類型,它靠近身體的一端(稱為近端)缺少羽支狀的分支結構,羽軸兩側生有均質的羽片結構,這非常類似於爬行動物的鱗片;而它遠離身體的一端(稱為遠端)則分化出了羽支,但是在羽支與羽軸之間也存在著與近端一樣的均質羽片結構,這又完全與現代鳥類的羽毛結構相同。這種既類似於爬行動物鱗片又類似於典型鳥類羽毛的皮膚衍生物直接將爬行動物的鱗片與鳥類的羽毛聯繫了起來。
演化模式
主要依據於對這種特殊羽毛類型的研究,張福成和周忠和提成了早期鳥類羽毛演化的模式,即鳥類羽毛的演化主要經歷了四個階段:1)鱗片延長;2)鱗片中部增厚,出現羽軸;3)分化出羽支;4)長出羽小支和羽小鉤等構造,最終形成現代鳥類這樣的典型羽毛。此外,張福成和周忠和的另一個重要論點就是,廓羽和絨羽在羽毛早期演化階段就很快地分化,然後各自獨立地進化至今。
證據
通過對原羽鳥的形態學研究和系統分析,張福成和周忠和還發現原羽鳥是迄今為止最原始的反鳥。反鳥是中生代最重要的鳥類類群,當時曾廣泛分布於世界,但是後來滅絕了。原羽鳥本身也是一種特化的類型,其中最顯著的一個表現就是手部骨骼和小翼指比較長,這一點非常類似於始祖鳥和孔子鳥,而不同於其它的反鳥。顯然,原羽鳥是介於始祖鳥向其它更為進步的鳥類過渡的中間類型。
原羽鳥長在胸前的烏喙骨的結構顯示出了一些前烏喙突的特點,由此推測它也是迄今為止發現的最早的具有前烏喙突的鳥類,化石鳥類前烏喙突的出現及與之相關的三骨孔結構第一次說明原羽鳥已經具有了強大的主動飛行能力。
原羽鳥的另外一個重要特徵是保存了小翼羽這一飛行結構,這一結構在始祖鳥和孔子鳥身上還沒有出現。小翼羽是現代鳥類慢速飛行和完成空中技巧性動作的結構基礎,對鳥類的起飛、空中懸停和著陸等動作起著重要的作用。 它的存在說明原羽鳥也已經具有完成高難度動作的結構基礎,同時這也是小翼羽著生在沒有退化的小翼指上的最早記錄。
原羽鳥的重要特徵引起了國際同行的重視,如美國北卡羅來納大學生物學系(DepartmentofBiology,UniversityofNorthCarolina)系主任、著名鳥類學家艾倫·費多契亞(AlanFeduccia)對張福成和周忠和文章的部分評論是:“毫無疑問,張(福成)和周(忠和)的文章是有關發現於中國白堊世鳥類最重要的文章,這首先要歸因於化石本身的重要性,但更重要的是該文章本身是我在過去10年來見過的關於鳥類進化的最重要的文章之一。”“……張(福成)和周(忠和)所描述的標本是包括始祖鳥在內的所有鳥類標本(雖然孔子鳥也同樣具有類似的羽毛,但該種類型羽毛並沒有引起注意)中唯一一件具有爬行動物鱗片和真正的鳥類羽毛中間特徵的標本……”
飛行能力
豐寧原羽鳥種名來自該鳥的化石產地—河北豐寧;屬名(即原羽)來自該鳥所具有的重要特徵之一,即一種前所未知、原始羽毛類型。這是在我國繼發現華夏鳥、孔子鳥等之後的又一重要鳥類發現。
原羽鳥體長30厘米左右,但其一對加長的中央尾羽至少占到全長的二分之一。標本保存有較好的骨骼和羽毛印痕,它生活的時代屬於約1.2億前的早白堊世。與之共同生活的其它生物還至少包括魚類、種類繁多的昆蟲和植物等。原羽鳥的一些獨有特徵表明它在飛行演化、原始鳥類的系統發育和羽毛起源等方面具有重要意義。
原羽鳥是迄今為止發現的最原始的反鳥。反鳥類是中生代最重要的陸生鳥類,也是該時期最繁盛的一個鳥類類群,遍布亞洲、美洲和歐洲等地;它們從早白堊世開始出現,到了晚白堊世末期同恐龍一起絕滅。我國的反鳥類化石的種類和數量都居世界之首。華夏鳥、波羅赤鳥、始反鳥和長翼鳥等許多種類都屬於反鳥。我國發現的反鳥化石不僅種類多,更為重要的是這些反鳥還構成較完整的演化序列:既有迄今最原始的原羽鳥,也有非常進步、特化的長翼鳥等。
原羽鳥的主要特徵是手部骨骼及小翼指較長。系統分析表明它處於始祖鳥、孔子鳥向其它較進步的反鳥類演化的中間環節。
原羽鳥的胸骨是典型的反鳥類胸骨類型,在胸骨的正中後三分之一處縱向隆起,形成龍骨突的雛形;相對較大的胸骨和略微發育的龍骨突說明在原羽鳥中向下牽引前肢的胸淺肌已經相當地發育。
原羽鳥也是迄今為止發現的最早具有前烏喙突的鳥類,表明這一鳥類具有了鳥類所特有的三骨孔結構,同時也說明原羽鳥已經具有了強大的主動飛行能力的結構基礎。
如果說原羽鳥胸骨後部的隆起和三骨孔的存在說明原羽鳥具有較強的持續飛行的能力,那么小翼羽的出現說明原羽鳥在起飛和降落這兩個飛行演化的重要環節也同樣具有非常出色的表現;在原羽鳥的生活時期,鳥類的一些重要飛行特徵的演化可能都得以長足的發展。這個時期的鳥類在天空中的飛行雖然可能還略顯笨拙、持續飛行的能力也較弱,但在起飛、降落等飛行的重要方面上與現生的鳥類可能已經沒有質的差別。既有空中捕捉昆蟲、又有入水獵食魚蝦,時而拖曳長長的尾羽翩翩起舞、時而樹上引亢鳴唱——這歌劇、芭蕾、元曲般美的展現在1.2億年前就已經拉開序幕!