“佛系”还是“战斗系”？科学家趣说彩虹恐龙

    巨嵴彩虹龙的复原图 赵闯绘制新

    新华社北京1月22日电（屈婷 曹鹏远）“我会告诉小朋友，彩虹恐龙很漂亮，像一个龇牙咧嘴的大公鸡，”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、恐龙专家徐星笑眯眯地说。在他看来，自己研究的这个新恐龙“萌萌哒”，它不是距今1.61亿年的侏罗纪“佛系”少年，也不是霸气侧漏的“战斗系”。

    英国《自然通讯》杂志近日刊发论文披露的巨嵴彩虹龙“火”了，它的家在中国。它有炫目的彩虹色羽毛，关乎恐龙向鸟进化的“重要环节”——不对称飞羽出现。此前，人类发现最早有不对称飞羽的动物还是始祖鸟，而那是150多年前的事了。

    巨嵴彩虹龙——这个让人印象深刻的名字，其实是徐星和同事一起给起的拉丁语名字的音译，“每次起名字都好费心的，但这个小家伙就还好，特征蛮鲜明的。”

    小家伙？人家是恐龙！徐星带着意味深长的神秘笑容，说：“虽然科学家现在倾向于它是恐龙，但是也不排除未来的研究发现它实际是最早的鸟之一。”

    2015年，徐星（右）和沈阳师范大学胡东宇教授在辽宁建昌侏罗纪地层中寻找带羽毛的恐龙化石。 沈阳师范大学供图

    那么，“彩虹”到底是鸟还是恐龙？它为何这么重要？它要解决什么问题？新华社记者对话《自然通讯》论文作者之一的徐星，告诉你关于“彩虹”和鸟类起源的十个新知。

    一问：“彩虹”为啥能在中国被找到？

    徐星：因为人类这种“两脚兽”就是对恐龙很感兴趣啊！其中，有一群叫“古动物学家”的人，用化石这种材料来追寻地球上所有生物起源、进化的秘密。但是化石太难被找到了，就算科技再发达，科学家也只能靠运气。

    “彩虹”恐龙化石的发现地在河北东北部青龙县，此地大有来头：在恐龙生活的中生代中晚期，辽宁西部、内蒙古东南部、河北北部这些地方有频繁的火山喷发。于是，很多动植物瞬间被杀死，又立刻被火山灰掩埋。本来，皮肤、羽毛的印痕很难在化石中保存下来，唯独这种火山突发造成的环境例外。

    所以，我们的化石里不仅能看到“彩虹”近乎完整的骨架，还能看到周围分布着清晰的羽毛印痕。这是“彩虹”最珍贵的地方。

    巨嵴彩虹龙化石上的羽毛印痕 沈阳师范大学供图

    二问：化石灰扑扑的，怎么知道它的羽毛是彩色的？

    徐星：有了羽毛就好办了！科学家可以从中提取一种亚细胞结构——黑色素体，从它的不同形状来推测其颜色。这个羽毛化石的黑色素体形态就很罕见，呈薄饼状，它经常跟那种非常鲜艳的颜色相关连，只有少数几种鸟类，比如蜂鸟有这种色泽。当然，也有人提出质疑，但我们认为证据非常强力，因此还是坚持给它命名为“彩虹”。

    《自然通讯》杂志网站刊登的彩虹恐龙与现生鸟类的黑色素体（截图）

    三问：名字里的巨嵴是哪里，又有什么用呢？

    徐星：巨嵴指的是眼眶上面有两个角状的结构，这也是比较奇怪的一点。因为，这种装饰性的骨质结构在更原始的恐龙当中更常见，比如霸王龙、角鼻龙、双棘龙等肉食性恐龙，但是到了这种有羽毛、跟鸟很近的恐龙一般就不会再有了。

    这种装饰结构一般是为了吸引异性，但也可用来区分不同的种群。比如，有些物种分化成了不同的样子，就会长出各具特色的装饰结构，其实并没有实际用处。

    大家会开玩笑地说“彩虹”比较招摇：有了一身漂亮的羽毛，还有一个装饰结构，是不是有点多余了？其实，生物演化就是这么奇怪，总和人想的不一样。

    巨嵴彩虹龙化石的头部 沈阳师范大学供图

    四问：“彩虹”为什么那么重要？

    徐星：彩虹恐龙的发现在全世界范围内引起了关注，最根本的原因是它进一步填补了从恐龙到鸟的一个重要进化环节，这不仅揭示了恐龙形态的复杂性，而且推进了对鸟类起源的研究。

    为什么这么说？因为一直到1996年以前，博物馆、科普书上的恐龙复原像的身上一般都只有鳞片，因为人们从没有在恐龙化石上找到从鳞片到羽毛的过渡形态，或者羽毛。

    但近20年大量带羽毛化石的发现，让科学家相信：可能在恐龙家族诞生之初就有了最简单的羽毛，然后变成毛茸茸的羽毛，接着出现了片状的飞羽，还发现了对称和不对称的两种飞羽。其中，不对称羽毛是鸟类飞行的关键因素。

    按这个“进化树”推断，恐龙变成鸟的关键时间应该在距今1.6亿到1.7亿年前。“彩虹”正处在这个关键的时间点上。过去发现最早有不对称飞羽的动物是始祖鸟，生活在1.6亿年前的彩虹龙也有了不对称的飞羽，比始祖鸟还早了1000万年。这意味着，恐龙过渡到飞行鸟类可能比我们之前想象的要早不少。

    五问：“彩虹”只有尾巴上有不对称飞羽，翅膀上却没有，这样也能飞吗？

    徐星：哈哈，这就是“彩虹”另一个让科学家大跌眼镜的地方。一般来说，翅膀（胳膊）上和尾巴的飞羽应该是一致的，要么都对称，要么都不对称。这是科学家根据现在鸟类观察出来的，但当时间变成1.61亿年前就什么都有可能了。

    我想这个现象给我们两个信息：一是尾巴和翅膀的羽毛进化不是同时发生的；二是要重新思考不对称飞羽、尾巴对于飞行的作用了！也许，尾巴作为飞行平衡器，不对称的飞羽可以增强控制力、增加稳定性。当然，这些还需要进一步的研究。

    六问：所以，“彩虹”到底能不能飞？

    徐星：根据彩虹恐龙与鸟类相似的形态学结构，它能够短距离飞的可能性仍然存在。但是目前这仅仅是一个假说，有待进一步证实。

    我认为，基本的飞行结构在彩虹恐龙身上已出现，但是考虑到它的前肢比较短，比例上并不是很适合飞行。

    《自然通讯》杂志网站上刊登的彩虹恐龙化石的正模式标本以及骨骼素描图。（截图）

    七问：“彩虹”是不是最接近鸟的恐龙？

    徐星：没错。如果我们把恐龙向鸟类的进化想象成一条马路，那么“彩虹”可能就站在最早的那个分岔口上。至于它是站在恐龙这边，还是鸟类那边？我觉得还需要未来更多的发现来决定。

    八问：在侏罗纪，“彩虹”过着怎样的生活？

    徐星：它成为化石的地方很有可能是一片群山环绕、浅湖相间的森林。由于是侏罗纪时代中晚期，那里比现在更温暖、潮湿。根据它后肢上的羽毛推测，彩虹恐龙很可能生活在树上，因为这种腿部构造并不适合在陆地上奔跑。

    如其它的兽脚食肉龙一样，彩虹恐龙很可能以小的哺乳动物和蜥蜴为食。虽然它只有公鸡大小，但尖锐的牙齿和爪子表明它非常凶猛。

    巨嵴彩虹龙化石的牙齿 沈阳师范大学供图

    九问：巨大恐龙是怎么变成轻盈鸟类的？

    徐星：听起来确实有点不可思议。1868年，英国学者托马斯·赫胥黎提出了恐龙进化为鸟的争议性假说，虽然得到了一些学者的支持，但是在之后将近一个世纪里，他的观点被认为是无稽之谈。

    一直到20世纪70年代，美国学者根据一系列化石证据复兴了这一假说。1996年，在中国辽西热河生物群，中华龙鸟的化石被发现了，它具备了类似雏鸟的茸羽。随后，在辽西和其他地方，科学家们发现了许多带羽毛的恐龙。2009年，中国古生物界再次做出了轰动性的发现——最早具有对称飞羽的赫氏近鸟龙化石被发掘，它生活在1.6亿年前。

    而最近发现的彩虹恐龙有了更多的鸟类结构特征，比如它的骨骼结构和羽毛特征。它完美地接续了从中华龙鸟到赫氏近鸟龙再到始祖鸟的进化树。

    十问：为什么恐龙要进化为鸟类？

    徐星：这牵涉到进化机制两个最著名的争论：一个是达尔文的自然选择，一个是拉马克获得性遗传理论，认为生物会趋利避害地进化。但后者已经被主流学者所摈弃了。

    达尔文认为，生物的演化是没有原因的。但你可以反过来问，为什么自然选择它产生了飞行能力？最可能的原因是当时大自然选择了那些能在树上生活，能够滑翔和飞行的物种，这些物种最终拥有了高超的飞行能力。

    在6600万年前的恐龙灭绝中，可能只有能飞的恐龙存活了下来，变成了今天的鸟类。因此，彩虹恐龙就是是物竞天择、优胜劣汰这一自然法则下恐龙进化为鸟的先驱，它的“后代”至今仍统治地球的天空。（完）