左側(cè)的化石是遠(yuǎn)古的爬行動(dòng)物翼龍。圖中那只小野雞身上的絨毛，跟遠(yuǎn)古爬行動(dòng)物身上的柔軟羽毛很類似。

　　攝影：ROBERT CLARK，國(guó)家地理

　　撰文：Dan Vergano

　　這世界上是先有羽毛這種生物結(jié)構(gòu)，還是先有鳥類這種帶羽毛的生物？科學(xué)家們現(xiàn)在可以確定地告訴你，是先有羽毛。不過，這個(gè)新發(fā)現(xiàn)可并不是從遠(yuǎn)古的鳥類身上得出的，科學(xué)家們這次發(fā)現(xiàn)的是鳥類的祖先——恐龍。

　　在最近柏林舉辦了一次學(xué)術(shù)會(huì)議上，科學(xué)家們慶祝他們從最著名的、有羽毛的恐龍——始祖鳥身上獲得了新發(fā)現(xiàn)，而柏林市藏有始祖鳥最完整的標(biāo)本。始祖鳥，長(zhǎng)期以來都被人們認(rèn)為是“最早的鳥”，其生活在1.5億年前，是它讓人們意識(shí)到鳥類是恐龍遺留下來的活  標(biāo)本。始祖鳥甚至也讓達(dá)爾文為之癡迷過。

　　不過，這次的新發(fā)現(xiàn)證實(shí)，早在始祖鳥扇動(dòng)翅膀之前，世界上就已經(jīng)有了羽毛。

　　羽毛，讓長(zhǎng)滿鱗甲的恐龍改頭換面

　　始祖鳥身上的羽毛經(jīng)過了數(shù)千萬年的演化。

　　藝術(shù)設(shè)計(jì)：SAMANTHA WELKER

　　來源：OLIVER W. M. RAUHUT

　　英國(guó)布里斯托大學(xué)的古生物學(xué)者JakobVinther說：“我認(rèn)為，恐龍共同的祖先很可能就已經(jīng)有羽毛了，而且所有恐龍都有某種類型的羽毛，正如所有哺乳動(dòng)物都長(zhǎng)有某種毛發(fā)一樣。”

　　一系列顛覆性的發(fā)現(xiàn)都支持了Vinther的觀點(diǎn)，粉碎了電影《侏羅紀(jì)公園》里面那種恐龍形象，而且，這些化石所描繪出的恐龍世界里，到處都能見到羽毛。

　　事情的轉(zhuǎn)機(jī)還要從上世紀(jì)90年代說起。當(dāng)時(shí)，中國(guó)發(fā)掘出的化石層里發(fā)現(xiàn)了種類多到令人驚訝的恐龍化石。這些恐龍都長(zhǎng)有羽毛，能快速奔走。這些恐龍化石證實(shí)了人們的猜測(cè)。

　　如今，越來越多有關(guān)恐龍的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)證明了長(zhǎng)羽毛的恐龍究竟達(dá)到了何種程度：

　　——約1.2億年前，地球上生活著一種名叫“原始熱河鳥（Jeholornis）”的“雙尾”恐龍，其扇形的尾部長(zhǎng)著一叢呈葉狀體的羽毛。該物種與現(xiàn)在的鳥類并無親緣關(guān)系，而且該發(fā)現(xiàn)指出，恐龍物種當(dāng)中的羽毛特征非常多樣。

　　——今年7月，人們發(fā)現(xiàn)了一只保存完好的始祖鳥化石，它從頭到腳都長(zhǎng)著羽毛，而之前人們一直以為始祖鳥只在翅膀和尾部長(zhǎng)著羽毛。這些羽毛也表明，始祖鳥很可能并不會(huì)飛。

　　——約1.6億年前，西伯利亞地區(qū)生活著古林達(dá)奔龍（Kulindadromeus），其身上長(zhǎng)著一條條稀疏而柔軟的羽毛。之前發(fā)現(xiàn)的恐龍都屬于獸腳類恐龍，與暴龍屬和先進(jìn)的鳥類均有親緣關(guān)系，而古林達(dá)奔龍不屬于此類。

　　長(zhǎng)有羽毛的古林達(dá)奔龍所屬的物種，跟那些與鳥類有親緣關(guān)系的物種并不相同。這說明，“恐龍的進(jìn)化，并非直接指向我們所看到的鳥類這樣一個(gè)最終結(jié)果。”Vinther如是評(píng)說。2009年，中國(guó)發(fā)現(xiàn)的天宇龍，是一種長(zhǎng)滿剛毛的奔龍，與鳥類祖先也沒有親緣關(guān)系。這兩次發(fā)現(xiàn)可以彼此相互印證。古林達(dá)奔龍的發(fā)現(xiàn)表明，其背部的暗紋很像羽毛，而與此同時(shí)，這個(gè)觀點(diǎn)也引起了一些爭(zhēng)議。
　
　　英國(guó)愛丁堡大學(xué)的Steve Brusatte說：“現(xiàn)在，我們可以非常自信地說，那些羽毛并非鳥類及其近親的發(fā)明創(chuàng)造，而是恐龍?jiān)缇瓦M(jìn)化出來的?！?/span>

　　Vinther認(rèn)為，恐龍的皮膚上可能長(zhǎng)著各種各樣復(fù)雜的剛毛和羽毛，他說，“這種現(xiàn)象甚至可以追溯到恐龍的祖先身上?！边@其中很可能還包括生活在2.28億年前的翼龍。翼龍是會(huì)飛的爬行動(dòng)物，“它的皮膚也是毛絨絨的?！?/span>

　　總而言之，如德國(guó)波恩大學(xué)古生物學(xué)者Martin Sander所說，最近的這些發(fā)現(xiàn)不僅為長(zhǎng)有羽毛的生物揭開了真面目，也有助于解釋其進(jìn)化過程。

　　羽毛，讓長(zhǎng)滿鱗甲的恐龍改頭換面

　　圖上，鸚鵡嘴龍化石的尾部，可以看到剛毛細(xì)絲。

　　攝影：ROBERT CLARK，國(guó)家地理

　　逐漸縮小的恐龍

　　羽毛極大地促進(jìn)了恐龍的進(jìn)化。最近關(guān)于化石尺寸的幾項(xiàng)調(diào)查表明，在始祖鳥出現(xiàn)之前的幾億年里，鳥類祖先的身形曾出現(xiàn)過快速的萎縮。

　　比如說，今年8月，南澳大利亞博物館古生物學(xué)者Michael Lee帶領(lǐng)的一支團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》雜志上發(fā)文稱，鳥類的恐龍祖先的重量，在5億年里，從163公斤降到了0.8公斤，直至變成始祖鳥般大小。這一系列的恐龍，其身體尺寸的變化速率，比其它系列的恐龍要高得多。

　　與該文章相伴發(fā)表的還有一篇評(píng)論。英國(guó)布里斯托大學(xué)的Michael Benton寫道：小型化，“使鳥類真正成為了鳥類，而不再是一種會(huì)飛的恐龍?！?/span>

　　是什么導(dǎo)致了恐龍的小型化呢？答案就是羽毛。羽毛提供了一些進(jìn)化的優(yōu)勢(shì)——溫暖、炫耀，對(duì)于某些恐龍而言，還能讓它們飛翔——在與未長(zhǎng)羽毛的同類和爬行動(dòng)物的競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候，長(zhǎng)羽毛的恐龍更有優(yōu)勢(shì)。

　　上個(gè)月，《科學(xué)》雜志上刊登了一篇關(guān)于近年來恐龍發(fā)現(xiàn)的綜述。在這篇綜述中，Sander及其同事們描繪了羽毛的進(jìn)化路徑：起初恐龍身上只長(zhǎng)有一點(diǎn)點(diǎn)絨毛，最后，鳥類飛上了天空。

　　恐龍身上出現(xiàn)的第一縷羽毛，可能是為了保暖。耶魯大學(xué)的Richard Prum表示，將與蜥蜴鱗甲相關(guān)的兩段基因修改之后，就能生長(zhǎng)出羽毛。對(duì)于恐龍這種溫血?jiǎng)游锒?，羽毛能為其保暖?/span>

　　羽毛，讓長(zhǎng)滿鱗甲的恐龍改頭換面

　　注：Yutyrannosaurus是暴龍（Tyrannosaurus）的祖先。

　　制圖：EMILY M. ENG, MATTHEW TWOMBLY，國(guó)家地理

　　來源：MARIE-CLAIRE KOSCHOWITZ

　　更好的保暖，讓恐龍變得更小、更快，而且新陳代謝也會(huì)加快，如長(zhǎng)足美頜龍（Compsognathuslongipes）就跟火雞一般大小。

　　成功又會(huì)換來成功。Sander稱，1.8億年前，超級(jí)大陸岡瓦那大陸分裂之時(shí)，長(zhǎng)有羽毛的恐龍物種開始增殖。超級(jí)大陸的分裂，一下子產(chǎn)生了多樣化的棲息地，也產(chǎn)生了許多多樣化的物種。

　　最早的恐龍出現(xiàn)于2.3億年前，始祖鳥出現(xiàn)于1.5億年前，Sander說，在這期間，“恐龍變得越來越小，但是，之后，他們遇到了新的問題?！?/span>

　　恐龍顯耀自我

　　問題是什么呢？所有這些新產(chǎn)生的物種都需要某種方式來區(qū)分自己，以便尋找配偶，同時(shí)也需要在對(duì)手面前掩飾自己，在捕獵者之前隱藏自己。早期的羽毛原型很利于保暖，這也解釋了為什么現(xiàn)在的鳥類仍有一層柔軟的羽毛。但是，蓬松的絨毛在展示色彩的時(shí)候就不太妙了。

　　Sander稱，平淡的絨毛是有代價(jià)的，因?yàn)榭铸垙钠渑佬袆?dòng)物祖先那里繼承了色覺。他認(rèn)為，恐龍很可能獲得了與當(dāng)今鳥類一樣的“四色視覺”。四色視覺比人類的色覺更加高級(jí)，能夠識(shí)別紫外光譜范圍內(nèi)的色調(diào)。

　　因此，為了拯救自我，恐龍進(jìn)化出了羽翼和羽毛——中間長(zhǎng)著堅(jiān)硬的羽莖，兩側(cè)的細(xì)絲呈脊?fàn)钆帕小＿@種結(jié)構(gòu)能夠展示更為明亮的色彩。有了緊密排列的細(xì)絲，就有了光亮的藍(lán)色、綠色，還有泛著光的彩虹色（常見于今天的蜂鳥喉部）。一排排名為黑素小體的彩色微粒，加上角蛋白，形成了這種明艷的結(jié)構(gòu)性色彩。

　　7000萬年前，不只是始祖鳥之類的飛行動(dòng)物，連嗜角偷蛋龍（Oviraptorphiloceratops）之類的奔龍身上都有這種羽狀羽毛。今年7月，古生物學(xué)者們報(bào)告稱，1.25億年前，長(zhǎng)有四只翅膀的小盜龍似乎長(zhǎng)著一條長(zhǎng)長(zhǎng)的、帶有羽毛的尾巴，這條尾巴的功能就像是一個(gè)空中減速板，能讓小盜龍滑翔著去捕捉獵物。

　　過去的十年里，圍繞著這些發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)形成了一個(gè)重塑恐龍羽毛顏色的手工業(yè)。2012年，布朗大學(xué)的Ryan Carney，以及國(guó)家地理學(xué)會(huì)的Waitt grantee在一份報(bào)告中提到，他們通過對(duì)已經(jīng)變成化石的始祖鳥黑素小體進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)始祖鳥身上長(zhǎng)的羽毛是啞黑色的，且有黑尖。

　　近柏林舉行的古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)的會(huì)議上，有人稱始祖鳥的羽毛缺少黑素小體，亦即其羽毛為白色，也有人稱Carney團(tuán)隊(duì)的研究中提到的不過是石化的細(xì)菌而已，并非黑素小體。Carney對(duì)此一一進(jìn)行了駁斥。

　　他說：“如果那些是細(xì)菌，將會(huì)對(duì)尋找色彩的整個(gè)概念提出質(zhì)疑。”但是，他說，新的化學(xué)光譜分析顯示，“這確實(shí)是黑素小體，而非細(xì)菌。”

　　恐龍進(jìn)化出明亮的羽翼和色覺之后，它們就開始得益于進(jìn)化上的“循環(huán)反饋（feedback loop）”，羽毛開始長(zhǎng)滿它們的獸皮。從這個(gè)觀點(diǎn)來看，飛翔幾乎是恐龍進(jìn)化的一個(gè)副產(chǎn)品。對(duì)于那些很久之前統(tǒng)治世界的恐龍而言，飛翔，只是以另外一種方式奔跑、滑翔、高飛罷了。

　　羽毛，讓長(zhǎng)滿鱗甲的恐龍改頭換面

　　從1861年發(fā)現(xiàn)至今，始祖鳥就一直被認(rèn)為是最早的鳥類，學(xué)者們也一直為它著迷。

　　攝影：HELMUT TISCHLINGER

　　飛翔的化石

　　然而，恐龍并未統(tǒng)治所有地方。Sander說，它們征服了天空，但是它們卻不會(huì)游泳，而羽毛似乎可以解釋它們不能游泳的原因。最大的肉食性恐龍棘龍，似乎曾是唯一一種水生恐龍。

　　他指出，除了企鵝，你幾乎找不出幾個(gè)能在游泳方面勝過魚類和鯊魚的鳥類。對(duì)于恐龍而言，可能羽毛讓它們?cè)陉懙厣线M(jìn)化成功了，但是在水里它們卻幾乎沒有優(yōu)勢(shì)。

　　不管怎么說，長(zhǎng)了羽毛又會(huì)飛，讓早期的鳥兒從多樣化的環(huán)境中存活了下來。約6600萬年前，這些鳥兒的近親們滅絕的時(shí)候，會(huì)飛的技能對(duì)于它們的幸存似乎十分關(guān)鍵。如今，在我們中間飛來飛去、嘰嘰喳喳的，都是昔日地球霸主的后裔。

　Koschowitz說：“許多恐龍愛好者們不惜一切代價(jià)都想看一眼恐龍，但是令我很驚訝的是，幾乎沒有人知道鳥類實(shí)際上就是恐龍?，F(xiàn)實(shí)生活中的恐龍卻招人憎惡，它們?cè)谖覀兊某鞘兄须S處可見，用那小小的爪子蹦來蹦去，到處孵化著恐龍后代?！?/span>

　　Jamie Shreeve對(duì)本文有所貢獻(xiàn)，他曾參與報(bào)道11月份在柏林舉行的古脊椎動(dòng)物學(xué)會(huì)的會(huì)議。