如何看待《Nature》封面文章:辽宁发现长有蝙蝠翅膀的恐龙「长臂混元龙」?对研究鸟类的演化有何帮助?

爬树、显摆、蝙蝠装、还多了对大骨棒子,这个恐龙家族是真想上天!

从上世纪末的热河生物群发现以来,有越来越多的化石证据证明鸟类就是恐龙的后裔,而随着越发精美的化石逐渐出土,鸟类飞行起源这个曾经的科学大哉问也明朗起来。但生命的演化并不像是一个有方向的康庄大道那么简单,往往伴随了许多错综复杂的尝试,终于在适者生存下演化出最适宜环境的身体结构。擅攀鸟龙类(Scansoriopterygidae)就代表了一条征服蓝天的歧途,而最近发表在《自然》的一篇封面文章,更揭示了这个类群的飞天道路是多么匪夷所思。

那就先来说说这奇形怪貌的一家子吧!

擅攀鸟龙类是一个生活在侏罗纪中期到晚期的兽脚类恐龙,迄今虽然只发现三个属种且大多只有鸽子大小,但各个身怀绝技,骨骼外貌清奇。

第一个成员的宁城树息龙(Epidendrosaurus ningchengensis)是一个幼体,是目前发现的第一个具有明显树栖特征的恐龙,最外侧的手指特别的长,就跟现今的趾猴一样〔1〕。不过人(或是“龙”)红是非多,这只恐龙和创造了擅攀鸟龙类一词的海氏擅攀鸟龙(Scansoriopteryx heilmanni)长得非常像〔2〕,加上又是幼体,因此目前认为这两种恐龙其实是同一种,但究竟哪个名字才真正有效,目前还有争议。根据命名法规是谁先发表谁有效,但好死不死擅攀鸟龙的正式发表是在树息龙文章上线到正式发表的这段期间,因此对命名法规的解释还有歧异。说实话,看得出擅攀鸟龙那篇文章大概是投得很仓促,整篇文章连个化石照片或图片都没有。

第二个成员是胡氏耀龙(Epidexipteryx hui),它被发表于2008的《自然》杂志,这种侏罗纪中晚期的恐龙有着目前化石纪录里最古早使用羽毛显摆的纪录〔3〕。在这个化石的尾端,可以看到连接有四根又细又长的片带状羽毛,而科学家推测,这四根羽毛正是用来炫耀显摆用的,因此给它取名“耀龙”。

第三个成员也发表于2015年的《自然》杂志,由于它长有奇怪的翅膀,因此被取名为奇翼龙(Yi qi),而这短短四字的汉语拼音属种名,让它成为目前名字最短的恐龙。这种恐龙的飞行方式有别于一般鸟类,靠着是加长的手指和翼膜,俨如恐龙界中的蝙蝠而最吊诡的是,它还有一根特别长的棒状骨头长在手上用来协助撑开翼膜〔4〕。但由于化石仅有一件保存又比较不完整,加上翼膜和这根棒状骨就宛如凭空出世,在任何其他恐龙亲戚中都没发现过,因此这种恐龙是否真的有能上天滑翔的神奇翅膀还有许多争议。

奇怪的混合体——长臂混元龙

由于先前的标本不是幼体就是保存不全,因此对这个类群的形态特征还有许多争议。 本期《自然》杂志以封面文章报导了一个擅攀鸟龙类的新属种成员——长臂浑元龙(Ambopteryx longibrachium),该标本发现于辽宁1.63亿年前的侏罗纪晚期地层,是迄今擅攀鸟龙家族中最为完整的化石,甚至连未消化的胃容物都有所保存,研究人员因此推断这种恐龙是杂食性的。长臂顾名思义就是这种恐龙有着修长的手臂,而混元则代表它长得就像翼龙翅膀和恐龙的混合体〔5〕。

混元龙的体型娇小,体长仅32厘米,体重仅大约306克〔5〕。它的尾巴短缩,就跟现今的鸟类一样,这样缩短的尾巴可以帮助它在飞行时重心靠前,以此保持稳定。而最令人兴奋的是,在混元龙的手上也发现了翼膜和独特的棒状长骨,这个发现实锤了先前奇翼龙备受争议的“奇翼”。这种恐龙的的确确用着翼膜和加长的手指飞翔,就像是蝙蝠或是翼龙一样,而撑开内侧翼膜的正是一根这类恐龙所特有的长形棒状骨。

除此之外,混元龙的长臂也不是浪得虚名。它的前肢异常的长,甚至连中生代的许多鸟类的翅膀长度比例都比不上它〔5〕。而且尺寸长就算了,它还和其他也会飞的鸟类伸长的地方不一样,究竟这奇怪的比例能怎样帮助它翱翔天际呢?研究人员运用演化模式和统计分析的应用来解析这个类群和其他恐龙之间有关飞行的演化趋势。

我的大长手最时尚!

研究人員運用系統發育學為基礎進行主成分分析方法來討論中生代虛骨龍類(包括鳥類)的四肢長度演化。系统发育主成分分析是在传统的主成分分析上剔除亲缘关系,最大程度保证采样点的独立性,同时复原祖先节点的特征状态,从而展现不同类群的演化趋势。,而对整个虚骨龙类的研究结果显示,手臂加长的趋势其来有自,开始于近鸟类(paraves)这个演化分支。

近鸟类顾名思义就是更接近鸟类的类群,其中包含了驰龙类、伤齿龙类、鸟类,只要比起窃蛋龙更接近鸟类的成员都是这个类别,因此这也包含了《侏罗纪世界》的女主角小蓝。不过虽然这一类恐龙的手都很修长,但只有擅攀鸟龙类的长度到达了中生代鸟类的水平,因此这两者不愧是当时竞争蓝天的两大扛霸子。

但虽说都是加长,两者的使用方式可不一样,鸟类加长的是手掌,而擅攀鸟龙类则是长的则是肱骨和尺骨、第三手指〔5〕。这两者的不同则体现了不同的飞行策略。前者运用的是灵活得手腕来控制手掌以及附着其上的非羽,属于羽毛翅膀和长掌骨的模式;后者则是加长手臂其他部分,运用短掌骨和翼膜飞行的模式。

简单来说就是

的对决!

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辽宁又现飞天怪龙!恐龙界的“蝙蝠侠”终于实锤啦!

参考文献

1. Zhang, F., Zhou, Z., Xu, X. & Wang, X. A juvenile coelurosaurian theropod from China indicates arboreal habits. Naturwissenschaften. 2002, 89: 394–398.

2. Czerkas, S.A., and Yuan, C. (2002). “An arboreal maniraptoran from northeast China.” Pp. 63-95 in Czerkas, S.J. (Ed.), Feathered Dinosaurs and the Origin of Flight. The Dinosaur Museum Journal 1. The Dinosaur Museum, Blanding, U.S.A.

3. Zhang, F., Zhou, Z., Xu, X., Wang, X. and Sullivan, C. (2008). “A bizarre Jurassic maniraptoran from China with elongate ribbon-like feathers”, Supplementary Informtion. Nature, 455: 46pp.

4. Xu, X., Zheng, X., Sullivan, C., et al., (2015). A bizarre Jurassic maniraptoran theropod with preserved evidence of membranous wings. Nature, 521 (7550): 70–73

5. Wang, M., O’Connor, J. K., Xu, X., & Zhou, Z. (2019). A new Jurassic scansoriopterygid and the loss of membranous wings in theropod dinosaurs. Nature, 569(7755), 256-259. doi:10.1038/s41586-019-1137-z

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:廖俊棋

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