【科學講堂】福建現「神鳥」化石 揭示鳥類演化新可能
各位或許已聽說過,現今的鳥類其實是過去恐龍的後代;大家或許也聽過始祖鳥,這種被視為可能是鳥類始祖的物種。近日有研究團隊發表了更多相關化石研究,指出鳥類的演化可能比我們之前想像的更複雜,並非全經由始祖鳥演化出來。這次就跟各位談論一下這個課題。
1861年,德國的石層中發現了始祖鳥化石,距今約一億五千萬年前的侏羅紀晚期,有助我們大致了解鳥類演化的起源時間;到了2009年,中國東北約一億六千四百萬年前的「燕遼動物群」中發現了赫氏近鳥龍(Anchiornis huxleyi),其生存年代比始祖鳥早約一千萬年,並顯示與飛行相關的羽毛特徵可能在始祖鳥之前已經出現。
最近,古生物學家又在福建的政和動物群中發現了楊源鸑鷟(Yuezhuornis yangyuanensis),進一步顯示這一時期與鳥類相關的演化十分多姿多彩。
前肢短小 後肢修長
楊源鸑鷟的體重約821克,與始祖鳥相近,但其前肢特別短,是目前已知前肢比例最短的中生代鳥類之一,不像始祖鳥或近鳥龍有較長的翅膀。
此外,楊源鸑鷟的後肢修長,第二隻腳趾的爪子又大又彎,帶有恐爪龍類標誌性的特化第二趾,用來牢固地抓住獵物,和電影中常見的馳龍類恐龍頗為類似。這代表楊源鸑鷟應該是獵食者,在地上生活而不會飛行,跟我們認知的始祖鳥和近鳥龍十分不同。
當年發現始祖鳥化石的德國產地,長期以來只找到始祖鳥;相反,在政和動物群中,研究人員找到多種與鳥類相關的化石,各物種的身體構造互不相同,顯示牠們在生態系統中擔當不同角色。這暗示侏羅紀後期的生物多樣性可能比先前推算的更大:例如不會飛行、在陸上生活的楊源鸑鷟,與尾巴縮短、體型嬌小的不虞政和鳥(Zhengheornis),以及四肢修長、可能適應沼澤或濱水生活的奇異福建龍(Fujianvenator)共存於同一時期。
與此同時,天空中還有更多具飛行能力的政和八閩鳥(Baminornis zhenghensis):八閩鳥具有分離的肩胛骨和烏喙骨,這是鳥胸類的進步特徵,有助前肢獲得更大、更強的活動範圍;而八閩鳥已癒合的尾綜骨(即縮短的尾巴)亦使牠們的身形更接近現代鳥類。
在系統發育上,楊源鸑鷟屬於鳥類,與政和鳥是近親,共同構成政和鳥科,是目前已知最原始的鳥類之一,在演化樹上的位置相當靠近鳥類起源的節點。楊源鸑鷟比始祖鳥更接近現代鳥類,卻不會飛行,這對鳥類演化過程究竟有何意義?研究人員認為,這可能是一種演化逆轉:隨着演化,楊源鸑鷟反而失去了祖先的飛行能力。
另一種理論則認為,飛行並非一次演化出來的能力,而是由始祖鳥、近鳥龍和楊源鸑鷟之後的物種分別獨立演化出來。後一種理論與近來的發現頗為一致,因為愈來愈多證據顯示,飛行能力似乎確實是從多種與鳥類有關的肉食性恐龍分別演化而來:例如,有研究在竊蛋龍類(如尾羽龍)和馳龍類(如小盜龍)的化石中辨識出前膜等軟組織結構,顯示與飛行相關的結構曾在不同支系中各自出現。小盜龍(Microraptor)也演化出修長的前後肢和羽毛,具備一定的滑翔或飛行能力。
●杜子航 教育工作者 早年學習理工科目,一直致力推動科學教育與科普工作,近年開始關注電腦發展對社會的影響。
【小知識】
楊源鸑鷟的種名一經公布,其讀音與用字便引發關注。「楊源」取自化石產地福建政和縣楊源鄉,「鸑鷟」則直接取自中國古代文獻中的神鳥「鸑鷟」(普通話音:yuèzhuó)。
許慎《說文解字》對「鸑」的釋義最為直接:「鸑鷟,鳳屬,神鳥也」。在這一體系下,鸑鷟是鳳凰家族的成員,或被視為鳳凰的別稱。三國吳韋昭注《國語》時即引「三君」之說,稱「鸑鷟,鳳之別名也」。
鸑鷟在傳世文獻中最著名的出場,見於《國語·周語上》:「周之興也,鸑鷟鳴於岐山」。這一記載將鸑鷟的鳴叫與周王朝的興起直接關聯,使其成為王朝興盛的政治祥瑞。後世「鸑鷟鳴岐」凝固定型為一個典故,與「鳳鳴岐山」同義,用於指代興王瑞兆;在文學與政治話語中,鸑鷟也由此引申出賢明、堅貞的象徵色彩。