崔若光 丁壮 王彦鸰
(1,东北林业大学 150040;2,山东省栖霞市牟氏庄园管理处 265300)
鸟类是地球上进化最成功的陆生脊椎动物之一。鸟类不但可以翱翔天空,也可以水下汲食,还可以入地做巢。人类要达到上述目的,必须借助外力或辅以其他工具才能实现。在蓝色的星球上,无论赤道还是极地,无论天空还是陆地,无论海洋还是岛屿都有鸟类的生存与分布。化石证据表明,鸟类已在地球上生活了几亿年,种类有9000 余种,总数约300 亿只,因此,鸟类的个体数量和生存的适应性都远超过其他陆生脊椎动物[1]。
鸟类隶属脊索动物门,脊椎动物亚门中的鸟纲,共有3 个亚纲,即:古鸟亚纲(Archaeomithes),反鸟亚纲(Enantiornithes)和今鸟亚纲(Aeomiths)。
古鸟亚纲又称作蜥鸟亚纲(Suariurae)是早已灭绝的化石种类,它存在于史前,距今有1 亿2 千万年前,主要包括始祖鸟目 (Archaeopterygiformes)和孔子鸟目 (Confuciusornithiformes)具有代表性的有始祖鸟(Archaeopteryxlihographica)和孔子鸟(Comfuciusornis)等。
反鸟亚纲共包括3 个目:始反鸟目(Eoenantiornithiformes),华夏鸟目(Cathayornithiformes)和长翼目(Longipterygidae)。这类鸟是中生代最重要的陆生鸟类,在早、晚白垩纪呈全球分布,其种类和数量超过同时期今鸟亚纲所有成员的总和。鸟类1 亿多年的进化史有一半种类与这类鸟有关。
反鸟亚纲的鸟类生活在白垩纪晚期,最早的化石发现于南美阿根廷:尹毕拉梅鸟(Iberomesornis),反鸟(Enontiornis)。上个世纪末中国辽宁相继出土了大量的反鸟化石,如中国鸟(Sinomis),华夏鸟(Cathayornis)等。
今鸟亚纲又称新鸟类(Nornithes),大部分是当下现存的鸟类。共分4 个总目,即:齿合总目(Neornithes),平胸总目(Ratitae),企鹅总目(Spheniscifovmes) 和突胸总目(Carinotae)。其中,齿合总目的鸟类在白垩纪后期已绝灭,具有代表性的黄昏鸟(Hesperornis),鱼鸟(Ichthyornis) 等;其余3 个总目合计33 个目203 个科,总计9755 个种[2]。
鸟类的起源一直以来是倍有争议的话题,鸟类是从何而来,这个问题一直困扰了科学家一个多世纪。具有代表性的,归纳起来主要有4 个假说。
南非著名古生物学家布罗母(Bulm)提出的,他详细地描述了一种具有假鳄类的槽齿类的爬行动物化石以后,提出了鸟类起源于槽齿爬行动物的假说。1926 年,荷兰的著名古生物学家(Hei lmanm) 发表他的第一部阐述鸟的进化问题的经典著作《鸟类的起源》。书中对鸟起源于槽齿类动物的这一假说进行了分析和支持。
英国古生物学家沃尔克(Walker) 在1972 年提出的,这一假说认为鸟类和早期鳄类关系较为接近,并认为鸟是鳄类爬行动物起源而来。后来,美国古鸟类学家L.马丁(Martin)研究对比了鱼鸟和黄昏鸟的头骨和牙齿与早期鳄类的关系。他认为这两类鸟的牙齿着生在齿槽中,牙尖切圆,略带弯曲,有一较大的牙根。牙齿的形态特征,替换方式与鳄类相似。
100 多年前,有人提出鸟是从翼龙起源,鸟出现引发了翼龙的消亡。他们的理由是翼龙象鸟和蝙蝠,由于缺少有力的化石证据,这一假说至今已被人淡忘。
鸟是恐龙进化而来的,这一假说是一个历史久远而且最有影响的,也是当下被大多数专家学者认同的一个假说。1870 年英国博物学家赫胥黎(Huxley)在伦敦地址学会期刊上发表文章,他把始祖鸟与小型兽脚类恐龙——美颌龙的骨骼构造进行了对比,发现两者有着惊人的相似之处。因此,并推测可能两者都是直立的,两足行走促使它的腰带上的胸骨和附跖骨的关联相顷,这些相似性的唯一解释就是进化过程中来自同一个祖先。
特别是20 世纪80 年代,在中国辽宁朝阳发现的大量原始鸟类化石,其中一种被学界命名为原始热河鸟(Jeholornis prima)的。这只鸟保留着一根由20 多枚尾椎骨组成的细长尾巴,而现代鸟类和绝大多数古鸟类尾椎骨数量不多,最后几节愈合叫“尾综骨”。这些特征和驰龙类恐龙十分相似,这一例证,与赫胥黎的推论完全一致。朝阳出土的大量鸟类化石,已充分证明鸟类是由恐龙演化而来的假说。恐龙的一个分支侥幸躲过了6500 万年前的地球生物大绝灭,在其漫长的演化过程中逐渐演化成为今天的鸟类[3]。
生物进化的基本原则:复制、选择和突变。这些原则决定了生命系统的进化,广泛适用于形式多样的生命体,而不依赖于其他具体的化学构成。这一理论从分子生物学角度揭示了生物进化的内在动力[4]。
达尔文对生物进化是这样描述的:“任何物种的个体都不进相同,都存在着变异,这些变异可能是中性的,也可能会影响个体的生存能力,导致个体的生存能力有强有弱。在生存竞争中,生存能力较强的个体有机会生产较多的后代,种族得以繁衍,其遗传性状在数量上逐渐取得了优势,而生存能力弱的个体则逐渐被淘汰,即所谓‘适者生存’,其结果是使生物物种因适应环境而逐渐发生变化”[5]。
迄今为止,在辽宁朝阳已经出土上千件孔子鸟化石,出土孔子鸟化石的地址层位,属于早白垩纪,距今约1.25~1.22 亿年。当时朝阳地区的地质环境应该是温暖湿润。从朝阳发现的鸟类、两栖爬行类、昆虫及大量植物化石证明当时该地区动植物种类丰富,动植物种群发达,植物生长繁茂。从地质层结构显示,当时该地区的火山活动频繁,出土的具有飞翔姿态的孔子鸟化石,再现了火山爆发的突然性,以及环境变化的急剧状态。
图1 具有飞翔姿态的孔子鸟骨骼化石照片
图2 家鸽骨骼照片
附表 孔子鸟与家鸽体态及骨骼对比
孔子鸟是古鸟亚纲,至今已绝灭,家鸽是今鸟亚纲,与孔子鸟无进化关联。但从孔子鸟的体态与家鸽体态骨骼比较,差异十分明显,具体差异详见附表。
根据中国辽宁朝阳鸟类化石,结合远古时期朝阳地区地、质地貌、气候特点及火山活动情况分析。由于当时该地区火山活动频繁,环境急剧变化,周围捕食者的生态竞争等因素,迫使该区域鸟类离开水域,奔向树木或陆地,登陆之后由于温度、食物等生存因子,使鸟逐渐长出了羽毛。在漫长的进化过程中,进化良好的,适应生存的如家鸽等今鸟的祖先则生存了下来,而孔子鸟等进化不完善的,逐渐消失乃至灭绝。鸟类这种向着适应生存的方向进化,充分验证了达尔文的“适者生存”的生物进化理论。因此,环境变化,食物的改变,生存竞争,躲避天敌等外界因素,迫使鸟类向着飞翔即有利于生存方向改变,从而再现了自然选择的规律。