揭秘羽毛进化史:从鳞甲到霓裳(组图)

发表于:2011-02-28
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1860年,达尔文曾在一封信中表达了对于无法解释孔雀尾屏的懊恼

国王天堂鸟圆盘状尾羽末端,在炫耀时颤动

鸵鸟幼年体表羽毛,第一、第二阶段保暖

红天堂鸟侧腹羽毛,用于炫耀

五彩金刚鹦鹉尾部覆羽,飞行

如果认为这种转变是为了适应飞行,也能说得通。假设鸟类的祖先是体型纤小、身披鳞甲的四足爬行动物,生活在森林的树冠中,在树木间跳跃穿行。如果鳞片生得更长,就能获得更大的升力,从而滑翔得越来越远。后来,当它们能够向上、向下飞的时候,前肢也就演变成了翅膀。简而言之,羽毛进化是伴随着飞翔的进化发生的。

上世纪70年代,美国耶鲁大学的古生物学家约翰· 奥斯特罗姆指出了鸟类与陆生的兽脚类恐龙(大名鼎鼎的霸王龙、迅猛龙即属此类)在骨骼结构上的显著相似性后,这种“羽毛进化导致飞翔”的观念开始瓦解。奥斯特罗姆认为,鸟类显然是兽脚类恐龙的现存血裔。然而,许多已知的兽脚类恐龙都有着粗大的后腿、短小的前肢,还有强健的长尾,实在很难相信是在树木间跳跃的动物所拥有的体格。

1996年,中国的古生物学家为奥斯特罗姆的假说拿出了惊人的证据。那是一副矮小、前肢短、来自1.25亿年前的兽脚类化石,被命名为“中华龙鸟”。它有一个非同寻常的特征:背部和尾巴上覆盖着一层稀疏的空心毛丝。真正的原始羽毛证据终于面世了,却是来自一头在地上跑的兽脚类恐龙。简而言之,羽毛的起源可能跟飞翔的出现全无关系。

古生物学家们很快找到了数以百计长着羽毛的兽脚类恐龙。有了这么多化石可以用于比较研究,他们便开始拼合更为详细的羽毛进化史。最初出现的是简单的毛丝。过了些年,不同世系的兽脚类成员演化出多种多样的羽毛,有的类似今日鸟类的内层绒毛,还有的长出了对称排布的羽枝;另一些恐龙身披又长又硬的条形羽毛或者加宽的毛丝,与任何现存鸟类的羽毛都不同。

兽脚类恐龙身上长而中空的毛丝带着一个谜团。如果它们就是早期的羽毛,那又是怎么从扁平的鳞片进化出来的呢?幸运的是,如今仍有身披丝状羽毛的兽脚类存活:幼鸟。一只发育中的小鸟身上所有的羽毛,最初都只是从皮肤长出来的一根根刚毛,后来才分叉变成更复杂的形状。在鸟类的胚胎中,这些刚毛发自于皮肤细胞组成的若干小片,名为“基板”。基板顶部的一圈快速生长的细胞逐步垒成圆筒状结构,便成为刚毛。

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