今天,当人们谈论鸟类的起源时,往往会想到一幅熟悉的画面。

一种长着羽毛的小型恐龙,从树枝间跃起,张开前肢,经过漫长演化,最终飞向天空。

这个故事足够直观,也符合人们对进化的想象:前肢逐渐变成翅膀,羽毛越来越适合空气动力学,飞行能力不断提高,最终出现今天数以万计的鸟类。

但1.5亿年前,生活在中国东南部的一种奇特动物,似乎没有沿着这条道路前进。

它大约只有乌鸦大小,体重不足一公斤。它的骨盆和后肢已经呈现出明显的鸟类特征,但嘴里长着锋利的牙齿,脚上还有类似迅猛龙的特化爪子。

最奇怪的是它的前肢。

与许多早期鸟类相比,它的前肢明显短小,难以支持主动飞行。

这只动物很可能主要在地面上活动,而不是在天空中飞翔。

10月14日,一支由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所、福建省地质科学研究所等机构组成的团队,在国际科学期刊《自然》(Nature)发表了这项发现。

研究人员将这一新物种命名为杨源鸑鷟(Yuezhuornis yangyuanensis)。

它的出现,正在改变科学家对鸟类最初如何演化的理解。

福建的一块化石,藏着鸟类起源的新线索

Earliest short-tailed bird from the Late Jurassic of China | Nature

这块化石来自福建省的政和动物群。

在古生物学研究中,侏罗纪晚期是一个格外重要、却又充满空白的时期。

科学家普遍认为,鸟类起源于兽脚类恐龙的一支,其早期演化可以追溯到侏罗纪。

但这一时期保存下来的鸟类化石非常稀少。

德国发现的始祖鸟,长期以来是研究鸟类起源最重要的化石之一。它兼具鸟类和恐龙的特征,让科学家得以窥见从非鸟类恐龙到鸟类的演化过程。

然而,始祖鸟并不能代表当时所有早期鸟类。

就像今天的鸟类有鹰、企鹅、鸵鸟和蜂鸟一样,早期鸟类也可能已经走上不同的生态道路。

问题在于,过去缺少足够的化石证据。

杨源鸑鷟恰好填补了其中一部分空白。

研究人员通过骨骼结构分析,发现它生活在约1.5亿至1.48亿年前,属于鸟类演化树上非常早期的分支。

它不是现代鸟类的直接祖先,也不是一种普通的小型恐龙。

它更像是鸟类早期演化实验中,一条此前鲜为人知的支线。

它像鸟,却长着恐龙的牙齿和爪子

뚱땡이 공룡이 날렵한 새가 된 이야기, 그 공백을 채우는 중국 발견 조류 공룡

研究团队首先注意到的是,这只动物身上存在一种不同寻常的特征组合。

它的骨盆和后肢具有明显的鸟类特征。

但头骨上的某些结构,却与伤齿龙类等小型兽脚类恐龙相似。

它的牙齿带有锯齿状边缘,这种结构常见于部分食肉恐龙,有利于切割食物。

更加特别的是它的第二脚趾。

研究发现,这根脚趾具有高度可向上伸展的结构,与恐爪龙类的特化脚趾相似。

恐爪龙类包括迅猛龙等著名的掠食性恐龙,其第二脚趾通常具有发达的爪。

这种特征此前并不是已知早期鸟类的典型结构。

研究通讯作者、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王敏在研究机构发布的说明中表示,这种动物兼具鸟类骨盆、后肢结构,以及小型食肉恐龙的牙齿和捕食性足部特征,显示鸟类早期演化远比此前认识的复杂。

不过,科学家尚不能仅凭这些骨骼,确定它具体捕食什么动物,或者如何使用脚趾。

它可能占据某种以地面活动为主的生态位,但详细行为仍需要更多证据。

真正让它与其他早期鸟类区别开来的,是另一组骨骼特征。

它的前肢太短了。

对于能够主动飞行的鸟类来说,前肢结构至关重要。

飞行需要足够的翼面积、合适的骨骼比例,以及能够产生和控制升力的肌肉系统。

然而,杨源鸑鷟的前肢明显短小。

研究团队利用系统发育分析和生态形态测量方法,将它的肢体比例与大量现生鸟类及其他侏罗纪近鸟类进行比较。

结果发现,它的身体比例更接近主要在地面活动的鸟类,而不是擅长飞行的物种。

研究人员因此认为,杨源鸑鷟很可能不具备主动飞行能力。

这项结论尤其重要。

因为在鸟类起源研究中,飞行长期被视为推动早期鸟类身体结构变化的核心因素。

但杨源鸑鷟表明,即使已经进入鸟类演化分支,一些动物也可能拥有并不适合飞行的身体结构。

这意味着,早期鸟类的演化不只是围绕飞行展开。

它们也在探索不同的生存方式。

鸟类演化,可能从来不是一条通往天空的直线

Arbeitsgruppe Foth – Mesozoische Reptilien - Wir erforschen die Erde und das Leben im Dialog mit den Menschen

长期以来,始祖鸟在鸟类演化史上占据特殊地位。

它拥有羽毛和翅膀,也保留着牙齿、长尾巴及其他恐龙特征。

但随着越来越多带羽毛恐龙和早期鸟类化石被发现,科学家逐渐意识到,从恐龙到鸟类的转变,并不是一个物种突然获得飞行能力的简单过程。

羽毛可能先于飞行出现。

某些骨骼变化,也可能最初服务于奔跑、平衡、展示或其他功能。

而不同演化支系,可能以不同方式组合这些特征。

杨源鸑鷟为这一认识提供了新的证据。

研究团队采用多种系统发育分析方法,均将它置于鸟翼类(Avialae)的早期分支。

这一类群包括现代鸟类及其已经灭绝的近亲。

在研究提出的演化关系中,杨源鸑鷟的位置接近始祖鸟之后的早期分支。

但与一些具有较长前肢、可能拥有不同程度飞行能力的早期鸟类不同,它的身体更适合地面活动。

这表明,在鸟类演化非常早的阶段,不同支系可能已经占据了不同的生态空间。

有些朝着飞行方向发展。

有些则主要依赖地面运动。

这种分化比科学家过去能够直接观察到的更加古老。

它究竟是从来不会飞,还是后来失去了飞行能力?

这是新发现留下的一个重要问题。

研究论文将杨源鸑鷟描述为一种不会飞的侏罗纪鸟类,相关研究说明也将其视为鸟类演化史上非常早期的飞行能力丧失案例。

但严格来说,证明一个物种不会飞,与证明它的祖先曾经会飞、后来又失去了飞行能力,是两回事。

前者可以通过骨骼比例、肌肉附着结构和与现生鸟类的比较作出推断。

后者则需要更完整的演化关系证据。

如果杨源鸑鷟的祖先已经具备飞行能力,那么它短小的前肢可能代表一次早期的飞行能力退化。

但如果它所在的分支在充分发展的主动飞行能力出现之前便已经分化,那么它也可能代表另一种原始的地面生活方式。

这一区别,关系到科学家如何重建鸟类飞行的起源。

目前,研究团队的分析支持它是一种地栖、不会飞的早期鸟类,但关于其祖先的飞行能力,仍有继续研究的空间。

事实上,现存鸟类中也存在大量不会飞的物种。

鸵鸟、鸸鹋、企鹅和几维鸟,都以不同方式适应了不依赖空中飞行的生活。

其中一些类群的祖先具有飞行能力,后来在不同生态条件下失去了这一能力。

这说明,飞行虽然是一项极其成功的演化创新,却并非所有鸟类在任何环境下都必须保留的优势。

不过,现代不会飞的鸟类与杨源鸑鷟之间相隔超过一亿年,不能简单将它们视为同一种演化过程。

福建为何不断发现改写鸟类历史的化石?

Learning to Fly: How a Jurassic Fossil Decodes the History of Flight

杨源鸑鷟的发现,也让福建政和动物群再次受到古生物学界关注。

过去,研究早期鸟类演化的重要化石,主要来自德国以及中国东北等地。

中国辽宁的热河生物群,保存了大量白垩纪早期鸟类和带羽毛恐龙化石,为研究鸟类起源提供了关键证据。

但热河生物群中的许多化石,形成时间已经晚于侏罗纪末期。

科学家一直希望找到更古老、保存状况更好的化石,以了解鸟类在最初阶段究竟经历了什么。

福建政和动物群的重要性,正在于它提供了这一关键时期的新证据。

2023年,研究人员曾报告来自福建的奇异福建龙(Fujianvenator prodigiosus),其修长的后肢显示出与其他早期鸟类不同的身体比例。

如今,杨源鸑鷟进一步表明,这一地区的侏罗纪动物群可能包含多种具有不同生态适应方式的早期鸟翼类动物。

两项发现共同指向一个越来越清晰的认识:

早期鸟类并不是只有一种身体形态,也并非全部沿着同一条演化道路前进。

在鸟类真正成为天空中的重要动物类群之前,它们可能已经在森林、地面和其他环境中经历了相当复杂的生态分化。

一块化石,仍然无法回答所有问题

尽管这项研究具有重要意义,科学家仍然保持谨慎。

目前,杨源鸑鷟主要依据一件不完整的化石标本进行研究。

它保存了能够用于比较的重要骨骼结构,但并未完整呈现这只动物生前的全部身体特征。

例如,它是否具有发达的羽毛、羽毛具体如何分布,以及它是否具备某种有限的滑翔或辅助运动能力,都不能仅凭现有证据完全确定。

它的饮食、活动方式、生活环境及繁殖行为,也仍存在大量未知。

研究团队通过与现生鸟类及其他恐龙的骨骼比较,推断它主要生活在地面。

这是有科学依据的判断,但并不是对其真实行为的直接观察。

此外,早期鸟类的系统发育关系仍然是古生物学中的活跃研究领域。

随着新的化石出现,某些物种在演化树上的位置可能发生调整。

《自然》发布的研究说明也强调,未来仍需要更多标本,才能更准确地理解杨源鸑鷟的生活方式及其演化地位。

飞行不是进化的终点

New Jurassic Fossil Reveals How Birds Lost Their Dinosaur Tails | Sci.News

从今天回望,鸟类的演化似乎是一段通往天空的成功故事。

大约1.5亿年后,鸟类已经遍布全球。

它们能够跨越海洋、穿越大陆,也能在沙漠、极地和热带雨林中生存。

但这种结果容易让人产生一种错觉:仿佛鸟类的祖先从一开始就朝着今天的形态前进。

演化并没有预先设定的目标。

自然选择不会提前知道,数千万年后哪些身体结构会成为优势。

它只能在当时的环境中,保留那些有助于生存和繁殖的特征。

对于某些早期鸟类来说,飞行可能带来了获取食物、躲避捕食者和扩散到新环境的机会。

但对于另一些支系,强壮的后肢、适合地面活动的身体比例,或者特殊的捕食结构,也可能具有优势。

杨源鸑鷟正是这一复杂过程的见证。

它既不像我们熟悉的现代鸟类,也不是简单意义上尚未完成演化的恐龙。

它是一种在特定时代、特定生态环境中形成的独特生命。

它的短小前肢和特殊脚趾,记录着一条与典型飞行鸟类不同的演化道路。

这项发现并没有推翻鸟类起源于恐龙的科学共识。

相反,它让这一演化过程变得更加丰富,也更加真实。

鸟类的历史,并不是所有动物都努力学会飞翔的历史,而是不同生命不断尝试、适应环境,并走向不同命运的历史。

1.5亿年前,在今天福建的某片土地上,一只不会飞的早期鸟类曾经奔走其间。

它当然不知道,自己的骨骼会在漫长的地质年代后重新出现,并改变人类对鸟类起源的认识。

对于科学家而言,这或许就是化石最迷人的地方。

它保存的不只是一个已经消失的物种。

还有一条曾经真实存在、却几乎被时间彻底掩埋的演化道路。