鳥類起源研究獲重要成果

　　鳥類及其恐龍近親的翅膀擁有一個共同特點：片狀飛羽是其關鍵組分，但珍藏于山東天宇自然博物館的一件來自我國河北青龍縣侏羅系地層的化石發現挑戰了這一認知。4月30日在線出版的英國《自然》雜志上，由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星和臨沂大學教授鄭曉廷帶領的一個科研團隊報道了一種生活于約1.6億年前的具有類似蝙蝠翅膀的小型恐龍，對了解恐龍形態差異性和鳥類飛行起源研究具有重要意義，代表我國學者在鳥類起源研究方向取得的又一項重要成果。

　　這種被命名為奇翼龍的小型恐龍屬于一個名叫擅攀鳥龍類的恐龍類群，這一類群與鳥類親緣關系非常近，但長相奇特，有著短粗的頭，手部外側手指極長，尤其是其僵硬的羽毛呈絲狀，更接近原始羽毛，而不像其他似鳥恐龍和鳥類擁有的片狀羽毛。最奇特的是奇翼龍腕部的一個棒狀長骨結構，類似結構從來沒有在其他恐龍當中發現過，但卻在一些會飛的四足動物的腕部，或者肘部，或者踝部附近存在，這些動物包括蝙蝠、翼龍和鼯鼠等，奇翼龍腕部的棒狀結構和日本鼯鼠腕部長著的棒狀結構尤其相像。在所有這些動物中，這種棒狀結構都支撐著翼膜，用于飛行或者滑翔。在奇翼龍標本上，研究者確實也在棒狀結構和手指附近發現了殘缺翼膜。這意味著奇翼龍有著和鳥類及其恐龍近親完全不同的翅膀，它的翅膀像蝙蝠和其他會飛的四足動物一樣，主要由翼膜構成，而不是像鳥類及其近親那樣主要由羽毛構成。

　　徐星介紹說，由于這件標本太過奇特，保存也不夠精美，研究者花費了很長時間才確認了這一結構。參與奇翼龍研究的古脊椎所加拿大籍副研究員舒克文介紹說：“開始的時候，我們真的不知道這種棒狀骨結構是什么，我因為另外一個完全不同的項目查閱有關飛翔和滑翔脊椎動物的科學文獻，碰巧在一篇文獻中看到這樣的章節，說鼯鼠具有一個棒狀的軟骨結構，與腕部或肘部關聯，支撐翼膜用以滑翔，隨后我在網絡上發現的一個日本鼯鼠腕部棒狀結構的照片，顯示出和奇翼龍腕部棒狀結構驚人地相似，我立即告訴了徐星教授。”

　　為了揭示這一標本保存的重要信息，尤其是確認這個棒狀結構的性質，徐星等采用了CT和掃描電鏡等多種儀器對化石進行分析，獲取了包括軟體組織上保存的黑色素體在內的宏觀和微觀信息，還分析了化石圍巖和化石上的化學組分，最終確認了奇翼龍腕部的棒狀結構是翼膜翅膀的關鍵組成部分。

　　鄭曉廷說：“有著翼膜翅膀的奇翼龍生活在侏羅紀中期，因此它算是在鳥類支系飛翔演化過程中的一個先鋒。它提醒我們，在飛翔演化的早期歷史中，充滿了創新嘗試，許多支系成為了演化的死胡同，只有現生鳥類的這種飛行模式延續至今。”

　　值得一提的是，“奇翼龍”是已知最短的恐龍名字。不僅如此，這個名字還凸顯了在恐龍向鳥類演化的過程中，這一物種演化出了一個非常奇特的翅膀，完全不同于其他似鳥恐龍和鳥類的翅膀。奇翼龍的發現，為翼膜狀飛行器官的趨同演化提供了一個絕佳實證，表明即便是在以羽翼為特征的鳥類支系上，也曾出現過翼膜翅膀。

　　盡管通過形態特征的分析和飛行能力的計算，研究者相信奇翼龍的翅膀具有空氣動力學功能，但奇翼龍并不是一個具有競爭力的飛翔者，它的空中生活似乎只限于在樹木之間做短距離的飛翔，或者從高處飛翔到地面。研究者還無法確定奇翼龍是采用撲翼飛行，滑翔，還是二者兼具。最后一個方式極具可能性，但以前一直被從事鳥類飛行起源的研究者忽視，徐星認為這是未來探索的一個重要方向，奇翼龍可能以滑翔為主，輔助以撲翼飛行。

　　徐星介紹說，很大程度上得益于中國似鳥恐龍和早期鳥類化石的大量發現，鳥類起源研究方向近年來取得了一系列重大進展，和人造探測器首次登陸彗星等一起，入選美國《科學》雜志評選的2014年度世界10大科學突破。盡管如此，這一方向依然存在許多需要解答的問題，依然是目前古生物學和演化生物學的熱點研究方向。近年來，采用整合手段研究演化問題成為了學科新趨勢，許多學者從現生動物解剖學、生理學、發育生物學，乃至基因組學角度開始對鳥類起源問題展開了探討，取得了一批成果。我國需要加強各個學科交流，采用整合手段在鳥類起源方向展開更深入的研究，保持這一研究方向的領先優勢，推動更多相關問題的解決。

　　參加本次研究工作的還有臨沂大學王孝理和王巖、中國地質大學（北京）的邢立達、天宇自然博物館的張曉梅、中科院古脊椎動物與古人類研究所的張福成和鄒晶梅與南京地質古生物研究所的泮燕紅。該項研究工作得到了中國國家自然科學基金委和科技部的資助。