本报讯3月8日出版的《自然》杂志以《中国鸟龙分叉的皮肤衍生结构与羽毛的起源》为题发表了我国中科院古脊椎与古人类研究所青年学者徐星与周忠和的对于古鸟类起源的最新研究成果。
两位学者通过对原始的驰龙类,即千禧中国鸟龙的毛状皮肤衍生物的研究得出了一些重要结论:一是中国鸟龙的皮肤衍生物是由多个毛状物组成不同的复合结构,而不仅仅是单独存在的毛状物;二是这些皮肤衍生物代表了两种类型的鸟类羽毛特有的分叉结构,第一种是多个毛状物在基部联合,组成一簇或一束,第二种是多个毛状物沿着一个中轴排列成一个序列;三是这些观察的结论直接支持了带毛恐龙的毛状皮肤衍生物和鸟类羽毛同源的假说。而且,从中国鸟龙所得出的结论还和羽毛发育研究的结果相互印证,即古生物学和发育生物学研究分别得出了相似的鸟类羽毛演化的序列。
据周忠和介绍,由于在最古老的鸟类始祖鸟的身体上羽毛结构已经十分的进步,因此长期以来人类对鸟类羽毛起源的了解十分有限。虽然最近发现的几种兽脚类恐龙的身上发现的毛状的皮肤衍生物都曾被假设为原始的羽毛,然而,由于化石保存以及证据的不足,对于这些恐龙身体上的结构和鸟类羽毛之间的同源关系,国际学术界一直存在激烈的争论。而对于另外两种被认为带有真正的鸟类羽毛的恐龙(“原始祖鸟”和尾羽龙),学术界也同样存在认识上的分歧,例如一些学者认为它们可能是已经是蜕化的、后来才失去了飞行能力的古鸟,而不是所谓的带毛的恐龙。因此,研究这一问题的关键在于:要证实鸟类的羽毛确实在兽脚类恐龙中存在,必须在毫无争议的恐龙中找到确切可靠的典型羽毛的结构。
周忠和说,具体来说,鸟类的起源可能经历了四个演化的阶段,第一阶段,表皮沿真皮乳突形成环状的下陷,产生滤泡,羽毛还没有形成分叉构造,“中华龙鸟”的毛状物大体对应于这一阶段;第二阶段,羽毛形成了羽根,羽枝的基部与之愈合,并形成簇状分叉;第三阶段,羽毛产生了羽轴,羽枝沿羽轴排列。中国鸟龙的身体上分别保存有对应于第二和第三阶段的原始羽毛;第四阶段,出现小羽枝等更进步的鸟类羽毛的构造。
周忠和说,在中国鸟龙的身体上发现确切的原始的羽毛构造,不仅确立了鸟类羽毛和恐龙毛状物的同源关系,而且进一步支持了鸟类起源于恐龙的假说。这项研究还证实,羽毛最早是在陆上生活的恐龙中开始出现的。因此羽毛的出现比鸟类的起源以及鸟类飞行的起源都早。羽毛不是鸟类特有的特征。羽毛的出现最早不是因为飞行的需要而产生的,而可能是为了调节体温或者是吸引异性。