2月13日，中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所與福建省地質(zhì)調(diào)查研究院聯(lián)合發(fā)布最新研究成果：通過對福建省政和動物群發(fā)現(xiàn)的侏羅紀(jì)鳥類化石的研究，發(fā)現(xiàn)全球最古老的鳥類之一——“政和八閩鳥”，也是迄今唯一確切的侏羅紀(jì)鳥類，揭示了現(xiàn)代鳥類的體型結(jié)構(gòu)在侏羅紀(jì)晚期（距今1.5億年）就已經(jīng)出現(xiàn)，該研究將以尾綜骨為代表的鳥類重要特征出現(xiàn)的時間提早了近2000萬年。中國發(fā)現(xiàn)全球最古老鳥類「政和八閩鳥」，將鳥類起源時間提早近 2000 萬年，這一發(fā)現(xiàn)有哪些重要意義？
非常有意義的發(fā)現(xiàn)！
要深入了解這個發(fā)現(xiàn)的重大意義，需要先了解鳥類的演化過程。
大多數(shù)人往往只知道鳥類是恐龍的一支，再詳細(xì)點(diǎn)可能了解始祖鳥，再細(xì)化就不知道。
但恐怕很多人不知道，始祖鳥幾乎要被開除鳥籍了。即便不開除鳥籍，也不是最早的鳥類。
這是始祖鳥：
這是今天的鳥類：
始祖鳥和今天的鳥類，一眼看過去的最大區(qū)別是什么？
是尾巴！
始祖鳥（左）和今鳥（右）骨骼對比，py即為尾綜骨
雖然始祖鳥的尾巴上也有羽毛，但它們的骨骼是完整的一整個長條，和非鳥恐龍的長尾巴是相似的。
然而，今鳥的尾骨卻有部分椎骨愈合成了尾綜骨（pygostyle）。
這對鳥類的飛行至關(guān)重要，這個我們后面再說。
始祖鳥和今天的鳥類，都屬于恐龍總目（Dinosauria）-獸腳亞目（Theropoda）-虛骨龍類 （Coelurosauria）-手盜龍類（Maniraptora）-近鳥類（Paraves）。
近鳥類下面分支出鳥翼類（Avialae）和恐爪龍類（Deinonychosauria）。
學(xué)術(shù)界一般把鳥翼類當(dāng)成廣義上的鳥類。
即便最原始的鳥翼類，羽毛和今天的鳥類都已經(jīng)非常接近，尤其是不對稱飛羽。
兩個長的羽毛分別是飛羽（左）和尾羽（中），僅尾羽對稱
不對稱飛羽具有非常關(guān)鍵的飛行優(yōu)勢：
- 往上振翅時，窄邊降低阻力，往下振翅時，寬邊增加阻力（也即增加升力）。
恐爪龍是與鳥類關(guān)系最近的非鳥恐龍。
大名鼎鼎的傷齒龍和馳龍就屬于恐爪龍類，一個是恐龍中智力最高，一個是近鳥龍中地面戰(zhàn)力最高，著名的迅猛龍（伶盜龍）便屬于馳龍。不過也有觀點(diǎn)認(rèn)為，傷齒龍和鳥類較近[1]。
雖然傳統(tǒng)的研究把始祖鳥歸類到鳥翼類（Avialae）[2] [3] [4] [5]，然而自從2011年中科院古脊所（徐星院士團(tuán)隊）一篇《nature》上的論文認(rèn)為始祖鳥與恐爪龍更接近后，始祖鳥劃分到恐爪龍下的接受度也越來越高[6] [7]。
鳥翼類一般定義為包括鳥類但不包括恐爪龍的鳥類冠群。
在鳥翼類和恐爪龍最晚共同祖先逐漸演化出鳥類的過程，其生理構(gòu)造是從恐龍?zhí)卣饕徊讲桨l(fā)展成鳥類特征的。
鳥類演化，及關(guān)鍵特征
不同恐龍總目的叉骨對比：腔骨龍、霸王龍、迅猛龍、始祖鳥、鴿子
恐龍的喙，細(xì)小的牙齒，長長的尾巴，三趾長爪，叉骨張角更大，無龍骨突等等，這些都是非鳥恐龍的特征。距離今鳥越近這些特征越少，距離恐爪龍越近，這些特征越多。
始祖鳥除了羽毛和現(xiàn)代鳥類非常接近外[8]，其它特征和恐爪龍接近。
這種過渡狀態(tài)，是學(xué)者對它分類出現(xiàn)“薛定諤的始祖鳥”現(xiàn)象的根本原因。
始祖鳥的不對稱飛羽
從走地鳥到飛鳥的過程中，通過不對稱飛羽獲得足夠撲騰能力的始祖鳥，并不見得能真正的飛行。
一般認(rèn)為，始祖鳥擁有的是撲翼跳躍和短距離滑翔的能力。
早期的研究過于唯羽毛論，因此始祖鳥才長期判斷為鳥類。目前唯羽毛論依舊具有強(qiáng)大的慣性，例如，1.61億年前，最早的擁有不對稱羽毛的巨嵴彩虹龍（Caihong juji）[9]，發(fā)現(xiàn)時便直接歸類為鳥翼類。
但也有的古生物學(xué)家認(rèn)為，它應(yīng)該和始祖鳥等獨(dú)立于鳥翼類之外。
巨嵴彩虹龍
所以，如果始祖鳥不開除鳥籍，它也不可能是最早的鳥類。
總的來說，雖然有的古生物學(xué)者把包括始祖鳥在內(nèi)的所有傳統(tǒng)鳥翼類，都稱為鳥類。但也有的古生物學(xué)者并不認(rèn)同這種看法，尤其是在嚴(yán)肅層面討論時，往往會把始祖鳥等恐龍?zhí)卣鬏^多的排除在外。
也有古生物學(xué)者干脆把所有距離今天鳥類更近，距離恐爪龍更遠(yuǎn)的鳥類，統(tǒng)一歸類進(jìn)入真鳥翼類（Euavialae）。
這樣完全不管那些更“混沌”的過渡類群，似乎更有益于對鳥類的分類。
從演化關(guān)系可以看出，整個真鳥翼類，除了吉祥鳥和會鳥（也常常歸類在尾綜骨類中），剩下的就是尾綜骨鳥類。
吉祥鳥[10]鳥喙接近現(xiàn)代鳥類（可能是趨同進(jìn)化，當(dāng)時的鳥類祖先還有牙齒），長尾巴。
但有個關(guān)鍵特征，前肢和后肢比例高，達(dá)到1.31倍，比近鳥龍高（通常80%）。
不過這還是比今天鳥類1.5以上低一些（今天鳥類這個比值最高可以達(dá)到10以上，飛行能力強(qiáng)的一般能達(dá)到2~3）。
吉祥鳥
吉祥鳥算不算嚴(yán)格意義上的鳥類，不同古生物學(xué)者同樣看法不同。
但至少，比其更加先進(jìn)的尾綜骨鳥類，可以算是嚴(yán)格意義上的鳥類。
比起更早的過渡種類，尾綜骨鳥類都有著非常優(yōu)秀的飛行生理特征。
過去的化石發(fā)現(xiàn)，尾綜骨鳥類中最原始類群，出現(xiàn)的時間在1.3億年前左右，最早不超過1.4億年，以孔子鳥（Confuciusornithidae）為代表[11] [12]。
正是因?yàn)榭鬃峪B相比起始祖鳥距離今天的鳥類更近，而且屬于更加嚴(yán)格的鳥類，因此它在鳥類進(jìn)化史上的名氣（學(xué)界），僅次于始祖鳥。
除了有研究認(rèn)為孔子鳥除了肌肉力量不行外（這也是原始尾綜骨鳥類中比較普遍的特征），其幾乎具有鳥類所有的其他飛行能力特征。
因此，我們認(rèn)為它屬于嚴(yán)格上的鳥類，并沒有什么問題。
白堊紀(jì)與侏羅紀(jì)的地質(zhì)年代時間界限在1.45億年前。
這意味著，嚴(yán)格范疇上的鳥類，在過去只出現(xiàn)在白堊紀(jì)。
不過古生物學(xué)家，在孔子鳥幾乎同時代，也即1.3億年前，發(fā)現(xiàn)了另外一種更為先進(jìn)的鳥類——原羽鳥（Protopteryx）[13] [14]。
原羽鳥與人類手掌大小對比
原羽鳥能夠在天空自由飛翔，飛行能力和今天的鳥類非常接近。
這意味著，在1.3億年前一定會有更加原始的尾綜骨鳥類。
但這種鳥類人類一直都沒有被發(fā)現(xiàn)。
而且最早的尾綜骨鳥類，究竟出現(xiàn)在白堊紀(jì)早期，還是侏羅紀(jì)晚期，同時也有一個巨大的懸念。
這個懸念，再一次被中國古脊所（這次是王敏團(tuán)隊）揭開。
更早的尾綜骨鳥類的確出現(xiàn)在更早，而且就在侏羅紀(jì)晚期。
他們發(fā)現(xiàn)的政和八閩鳥（Baminornis zhenghensis），出現(xiàn)的時間在1.5億年前。足足比之前發(fā)現(xiàn)的最早尾綜骨鳥類（至于是否是今鳥型類，放在后面討論），提前了2000萬年，直接跨越進(jìn)入了侏羅紀(jì)[15]。
政和八閩鳥化石和骨骼：
政和八閩鳥復(fù)原：
政和八閩鳥的尾綜骨已經(jīng)有了現(xiàn)代鳥類的典型特征，有理由相信，它們是一種能飛行的鳥類。
尾綜骨之所以對鳥類飛行非常的重要，主要原因在于，尾綜骨不僅減輕了鳥類的體重，還使得鳥類的重心更加的往前，移到翅膀下，從而更加的有利于飛行。
一些滑翔的近鳥龍，由于有很重的尾巴，為了能夠滑翔，腿部也長有飛羽，可以稱它們是四個翅膀的“鳥”。
四翼的小盜龍
尾綜骨還有利于附著肌肉，使得鳥類后肢和尾骨能夠獨(dú)立運(yùn)動。
這使得鳥類在飛行時，對尾羽的控制更加的靈活自如，從而大大提升飛行時的微操能力。
不僅有利于平衡，還有利于進(jìn)行升降、轉(zhuǎn)彎等各種動作的轉(zhuǎn)換。
現(xiàn)代鳥類飛行時的尾部微操：
總之，進(jìn)化出尾綜骨對尾羽、肌肉的集中附著，以及精細(xì)操控都至關(guān)重要。
鳥類不能沒有尾羽，就像飛機(jī)不能沒有尾翼一樣。
甚至可以說，進(jìn)化出尾綜骨就是鳥類僅次于進(jìn)化出翅膀的飛行革命。
當(dāng)然，我們也不得不注意到的是，假如政和八閩鳥僅僅只是基干尾綜骨鳥類，那么它和孔子鳥一樣，其實(shí)都是沒有龍骨突的。這使得它們難以像今天的鳥類那樣，進(jìn)化出非常發(fā)達(dá)的肌肉用來飛行。
要提升飛行能力，就需要強(qiáng)大的胸肌，而強(qiáng)大胸肌的必要條件就是龍骨突。前面我提到的人類手掌大小的原羽鳥，正好就是最原始的鳥胸骨類（Ornithothoraces）[16]。
雖然原羽鳥的龍骨還沒有今天鳥類的發(fā)達(dá)，但已經(jīng)足以附著發(fā)達(dá)的肌肉
然而，我們也不得不注意到的是，政和八閩鳥的叉骨特征，給它是不是鳥胸骨類留下了巨大的懸念。
因?yàn)樗牟婀翘卣?，具有今鳥型類的特征。
所謂今鳥型類，就是今天所有鳥類的總稱。
鳥胸骨類下面僅僅只有今鳥和反鳥兩個分支，反鳥已經(jīng)全部滅絕。
顧名思義，反鳥和今鳥最典型的區(qū)別，在于肩胛骨和烏喙骨的結(jié)合方式是相反的。
今鳥接合部的烏喙骨凹進(jìn)，肩胛骨突出。而反鳥類則為相反，烏喙骨凸出，肩胛骨凹進(jìn)。
兩種不同的結(jié)合方式，可能并沒有令它們出現(xiàn)大的生存差異
不過除了烏喙骨之外，叉骨的形狀也能反映出今鳥和反鳥的區(qū)別。
政和八閩鳥的叉骨和今鳥很相似。
政和八閩鳥的叉骨（左上）
鳥類的叉骨和烏喙骨（從上到下）：始祖鳥、反鳥、今鳥
相對于完整的今鳥骨骼以及確切的龍骨突，僅僅只有近似于今鳥型的叉骨，其實(shí)直接判定成今鳥型類，我個人認(rèn)為證據(jù)還是有些不足。而且發(fā)現(xiàn)的是一堆散骨，相比起完整的骨骼，無法實(shí)錘。
不過，最早的今鳥和反鳥都是出現(xiàn)在1.3億年前，把政和八閩鳥考慮成尾綜骨類到鳥胸骨類的過渡型，是比較合適。至于，是否是真正的鳥胸骨類，依舊需要更多的化石發(fā)現(xiàn)。
但至少政和八閩鳥的發(fā)現(xiàn)，證明了：
鳥類是從1.5億年前的侏羅紀(jì)晚期掌握了飛上天空的能力，經(jīng)過2000萬年的進(jìn)化，才在1.3億年前的白堊紀(jì)早期征服天空。當(dāng)然，如果它真的是今鳥型的話，則可能早在1.72–1.64億年前起源，并在1.5億年前征服天空。
而且如果真的是后者的話，說明1.6億年前還有大量的化石空缺。
果然古生物是填了一個坑，造出了更多的坑。
1990年以來，鳥類演化史上的很多重大空缺都是在中華大地上填補(bǔ)的。
從某種意義上來說，中華大地簡直就是鳥類的搖籃。
鳥類演化的過程，其實(shí)還有更多細(xì)節(jié)需要填寫，期待咱中國學(xué)者更多的精彩發(fā)現(xiàn)。
參考
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