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鸟类起源

/the origin of birds/
条目作者张福成

张福成

最后更新 2023-08-25
浏览 376
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有关鸟类在地球上如何产生的理论。

英文名称
the origin of birds
所属学科
生物学

在有关鸟类起源的研究历史上,曾经产生多种不同的学说或假说,其中比较具有代表性的主要有3个:“槽齿类”起源学说。主要以产于南非的小型假鳄类化石——派克鳄为原型,认为鸟类和其他一些主要的爬行动物均来源于大约2.3亿年前的一类原始的爬行动物——“槽齿类”。鳄类的姊妹群假说。主要基于鸟类和鳄类有许多相似的骨骼形态构造而认为它们有较近的共同祖先。兽脚类恐龙起源学说。认为鸟类来源于爬行动物中一支比较进步的类群——兽脚类恐龙。

“槽齿类”源于“槽齿目”,是出现于二叠纪晚期,繁盛至三叠纪结束的初龙类爬行动物。一般具有类似鳄鱼的形态,头较短且具眶前孔,具有齿槽是其主要特征。恐龙、鳄类及翼龙的祖先均包括在内。由于“槽齿类”不是单系类群,以及支序分类学的兴起,这一概念已经越来越少得到应用。该学说可以上溯到19世纪70年代,但在丹麦学者G.海尔曼[注]的《鸟类起源》(1926年)问世后才得以广泛传播。体形较小、长有锁骨的“槽齿类”动物——派克鳄是该学说的主要原型。但是随着新材料的发现,对该学说的质疑增多,如越来越多锁骨在兽脚类恐龙中被发现,且有的锁骨已经愈合为叉骨等等。

鳄类的姊妹群假说提出较晚,首先由英国学者A.D.沃克[注]于1972年提出,后又得到不断完善。相对于“槽齿类”学说,鳄类的姊妹群假说提出的鸟类祖先虽然也很原始,但是形象更加具体。该学说的主要原型动物是喙头鳄一类发现于南非的约2.0~1.7亿年前的早侏罗世鳄形爬行动物)。主要基于喙头鳄和鸟类的脑颅、方骨、耳区、牙齿及跗骨等的相似性,提出鳄形动物和鸟类拥有最近的共同祖先。但是,通过对喙头鳄,特别是始祖鸟的方骨及头颅的更进一步分析,A.D.沃克于1985年发表论文表明不再坚持该假说,但是他也不赞同兽脚类学说。

兽脚类恐龙起源学说的提出时间要早得多,1868年首先由英国学者T.H.赫胥黎[注]提出。但是由于很长一段时间缺乏有力的支撑证据,该学说在早期并不太为学界所认可。从1970年开始,由于美国学者J.H.奥斯特罗姆[注]对恐龙及始祖鸟进行了大量细致的形态学工作,以及美国学者J.A.高蒂尔[注]等人于1980年开始的化石爬行动物的支序分类学工作,使兽脚类恐龙起源学说得到越来越多学者的接受;特别是1990年开始在中国发现的大量带毛恐龙可以作为实证,更把该学说的可信度推到一个前所未有的高度。在早期工作中发现始祖鸟和兽脚类恐龙驰龙类有如下主要共有衍征:耳区等头部的、肩带及腰带的、前肢特别是手部骨骼的,以及一些后肢部位的骨骼形态特征。在同为兽脚类恐龙的伤齿龙类(troodontids)和窃蛋龙类(oviraptorids)等其他类群中也发现更多的与鸟类类似的特征;其中一些曾经被认为是鸟类独有的特征越来越多地出现在兽脚类恐龙中,特别是一些较原始的兽脚类恐龙中,如骨骼变得轻薄,脚退化为3个主要脚趾,拇趾时有高位等等,使该学说日趋完善。

能把鸟类更紧密地联系在一起的最重要特征更应是羽毛,而不是上述骨骼特征。作为至少是脊椎动物中最复杂的皮肤衍生物,羽毛曾经是鸟类独有的鉴定特征,而大量长有羽毛恐龙的出土在很大程度上否定了上述论断。如果基于羽毛这种最复杂的皮肤衍生物在生命演化中只发生一次这种假设,那么羽毛就不再是鸟类本身的共有衍征,而是鸟类和部分演化程度较高的兽脚类恐龙的共有衍征。从这个意义上说,目前鸟类起源于兽脚类恐龙已经从一个假说或学说,转变成一个学界共识。当然,在一些枝节上,该学说还有许多需要完善的地方,例如演化程度较高的不同带毛恐龙间的确切系统关系,以及始祖鸟等早期鸟类间的确切系统关系等诸多问题。需要指出的是鸟类起源的问题不仅涉及羽毛等复杂皮肤衍生物的发生及早期演化这一难题,而且还涉及飞行的起源及早期演化等诸多难题。从这个意义上说,有关早期鸟类的研究(如鸟类起源及早期演化、羽毛起源及早期演化,以及飞行起源及早期演化等)还有许多问题亟待解决。

总之,基于现有化石证据,特别是共同长有羽毛这一特征,兽脚类恐龙学说比其他假说都更加具有说服力。当然,如果类似“长有真正的羽毛的恐龙是次生的鸟,而不是所谓的恐龙”这样的论断成立,那么在探讨鸟类起源的征途上将还要有很长的一段路要走。

  • 郑光美.鸟类学.2版.北京:北京师范大学出版社,2012.

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