鳥類是恐龍演變來的嗎

　2007年，國家傑出青年科學基金獲得者、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員徐星發表在《自然》雜誌上的文章《中國內蒙古二連盆地發現巨型似鳥恐龍化石》及其研究成果，與“幹細胞研究獲得突破”、“首次完整破譯人類個體基因組”等被美國《時代》雜誌列為“2007年度十大科學發現”。這十大科學發現中，4項來自英國，2項來自美國，2項來自國際合作團隊，1項來自中國，1項來自日本。這項來自中國的科學發現的意義在於：證明了恐龍向鳥類演化過程中，不同恐龍類群具有不同的特征演化模式和潛在的發育機制，表明了鳥類特征演化的復雜性。實際上，徐星對於鳥類進化相關研究的推動不僅僅是發現二連巨盜龍而已。　　進化軌跡：從恐龍到鳥類　　恐龍大約出現在三疊紀中期，到侏羅紀和白堊紀時期非常繁榮，但到白堊紀末期突然從地球上全部消失，它們在地球上大約繁衍了1.6億到1.7億年。恐龍曾經在壹個遙遠的年代“稱王稱霸”，而我們現在只能從恐龍化石中探尋恐龍的奧秘。在長達1.6億到1.7億年的漫長的恐龍演化歷史中，發生了壹系列重要演化事件，其中最重要的是鳥類的起源。　　從上世紀90年代起，徐星就開始關註與鳥類起源有關的恐龍演化進程。他的研究工作最早在雲南展開，緊接著他對遼寧西部白堊紀早期地層中發現的帶羽毛的恐龍化石進行深入研究，並壹直持續到現在。　　雖然遼寧產出了大量化石，為鳥類起源研究提供了大量信息，但徐星還是希望能夠把研究工作開展得更全面壹些。2001年起，徐星得到了國家傑出青年科學基金的資助，這使他有條件把研究擴展到新疆的中晚侏羅世和內蒙古的晚白堊世等更廣泛的地理區域和地質時代。在此期間，徐星課題組取得了大量成果，在《自然》雜誌上就發表文章十余篇。　　2004年，徐星率領的課題組在內蒙古二連盆地晚白堊世二連組地層中發現壹具巨型獸腳類恐龍化石骨架。經過兩年多的研究，最終確認這壹標本是當今已知的世界上最大的竊蛋龍類恐龍，它的發現為恐龍大型化研究和鳥類特征演化研究提供了重要信息，顯示了恐龍大型化和鳥類特征演化過程的復雜性。　　二連巨盜龍最重要的科學意義在於豐富了人們對恐龍向鳥類演化過程的理解。以往的研究表明，恐龍體型的大小與鳥類特征的演化具有明顯的相關性。壹般而言，小型恐龍很像鳥，當恐龍體型變大後，許多似鳥特征往往會消失。但二連巨盜龍所具有的鳥類特征比其他小型竊蛋龍還要多，這違背了我們以前認識的規律。但正是二連巨盜龍的發現，說明在向鳥類演化的過程中，不同恐龍類群的特征演化模式和潛在的發育機制是不同的，表明了鳥類特征演化的復雜性。　　研究方法：從定性到定量　　傳統的古脊椎動物學被稱為描述性科學，它以定性研究為主，對脊椎動物化石的形態學特征進行描述，分析重要特征的演化意義，進而推論不同物種之間的祖裔關系。徐星指出，這種研究往往依賴於研究者的經驗，不同學者經常會有不同的判定標準，研究結論主觀色彩過於強烈，權威學者的個人影響對於整個學科的影響較大，而且研究結論的可預測性和可檢驗性有欠缺，不符合現代科學的要求。　　在過去幾十年裏，古脊椎動物學的方法學有很多變化，最根本的變化就是由定性轉向了定量。　　現代古脊椎動物學則采用定量方法，對研究對象的數據采集工作量壹般要大於傳統方法；更為重要的是，現代的古脊椎動物學傾向於采用多種方法和手段全面了解壹個物種，從而得出更全面、更準確並經得起反復驗證的結論。　　徐星介紹說：“我們對於二連巨盜龍的研究就采用了包括分支系統學的研究方法在內的多種定量手段，從而得出了較為可信的結論。而分支系統學是壹種把形態特征數據化，用定量方法推測物種之間演化關系的方法。”　　“在現代古脊椎動物學研究中，定量方法不僅運用於推論物種在進化樹上的位置，還運用於研究對象的發育學問題。比如，傳統方法依據恐龍化石的骨骼愈合特征，粗略地將恐龍發育劃分為胚胎期、嬰兒期、幼年期和成年期；而現在通過骨組織學方法，能夠定量和精細地分析恐龍的發育階段以及生長快慢等情況。在研究二連巨盜龍的過程中，我們運用骨組織切片方法，通過對二連巨盜龍骨骼微觀特征的分析，獲得了有關二連巨盜龍生存壽命、發育階段和生長策略等多方面較為詳盡的信息。”徐星進壹步介紹說。　　大力推動在常規分類學論文中采用多方法和多手段，這樣壹個嘗試得到了國內外同行的贊賞。《自然》雜誌壹位匿名審稿人在評審徐星的論文時，就認為他們倡導的在常規的分類學論文中運用組織學等多種方法手段的嘗試，應該成為未來研究論文普遍采用的模式。　　技術手段：從古老到現代　　現代古脊椎動物學的研究還得益於現代科學技術的發展，壹些新的技術發展大大豐富了人們對化石物種的認識。　　“例如，CT斷層掃描技術能為研究者提供肉眼無法辨別的恐龍化石內部的結構信息，觀察到我們用常規手段觀察不到的信息。比如，我們可以通過CT斷層掃描技術，復原恐龍的腦顱結構，研究恐龍的運動方式等方面的問題。通過CT斷層掃描技術提供的信息，我們可以發現不同支系的大型恐龍趨同地演化出的相似的結構，總結出恐龍大型化過程中的壹些規律。”徐星說道。　　“除了斷層掃描還有表面掃描，在不破壞化石表面形態情況下，獲得大量的相關數據，進而建立起仿真模型，用動畫形式還原恐龍的形態甚至是運動方式。英國學者在這方面就作出了有益的嘗試。　　“另外，古脊椎動物學與現代生物學特別是發育生物學的聯系日趨緊密。過去，進化問題的研究主要依賴於古生物資料（化石）和形態學資料。但是，隨著分子生物學的迅猛發展，現在已經有大量的學者在分子水平、細胞水平和胚胎水平研究進化問題，關於頜與四肢起源和演化進程的研究就取得了許多重要進展。我們現在也希望能夠把與鳥類起源有關的研究與發育生物學結合起來，從而全面地了解這壹進化過程。　　“豐富的古生物化石標本，是中國學者進行這壹領域研究的最大優勢，相信隨著多種新的技術手段在古脊椎動物學中的應用，我國古生物研究的總體水平和影響力還會顯著提高，從而由壹個古生物研究大國成為古生物研究強國，而人類對遠古生命演化的認識也將更加準確和深入。”