【科普文章】第壹只鳥是怎麽飛上藍天的？
在流浪的石頭旁
人類進化史上有幾個迷人的謎團。壹個是為什麽發明了輪子。第二，既然輪子的效率那麽高，為什麽人類的腿沒有進化成輪子？第三個問題是為什麽人們還沒有學會飛行。翅膀比輪子更有效率。
人類沒有進化出輪子或翅膀，但從關註自身的角度來看，人類對鳥類產生了興趣。眾所周知，鳥類幾乎是地球上唯壹會飛的動物(昆蟲和蝙蝠都會飛，但飛行的距離和鳥類完全不是壹個量級的)。
小學四年級的課本上有壹篇文章《飛上藍天的恐龍》。正是看了這篇課文，我才想起寫這篇文章。
長期以來，關於鳥類飛行的起源有兩種假說:鳥類飛行的樹棲起源和鳥類飛行的奔跑起源。
最早流行的跑步起源理論符合我們大多數人的常識。比如飛機現在在地面上快速的跑，然後突然從地面起飛。很多大鳥在起飛過程中也有壹個奔跑階段。但是第壹只鳥是這樣飛的嗎？別忘了，那第壹只鳥(祖先)的翅膀可能還沒有發育完全。
翅膀不全的鳥怎麽飛？我們可以看看蝙蝠。蝙蝠有壹對假翅膀。他們通過滑翔學習飛行。所以因為第壹只鳥的飛行結構還沒有發育好，所以第壹只鳥通過重力滑翔開始飛行的可能性更大。
那麽，有沒有證據證明第壹只鳥是靠滑翔飛行的呢？誰進化出了第壹只鳥？答案是恐龍。不管這個答案是否正確，至少研究這個理論的人已經引起了國際古生物學界的極大關註。這個人就是中國科學院古生物研究所研究員徐星，他寫了《飛上藍天的恐龍》壹文。
徐星，男，出生於1969年7月。2002年獲古人類古脊椎動物研究所古脊椎動物博士學位。從1995開始從事研究，2001在紐約自然博物館從事短期研究。2003年起任古脊椎動物與古人類研究所研究員。主要從事中生代恐龍化石及相關地層學研究。他首次報道了獸腳類恐龍可能具有樹棲特征，並提出了獸腳類恐龍在向鳥類進化的過程中經歷了壹次生態轉變的假說。他首次報道了具有初步飛行能力的獸腳類恐龍，並提出恐龍可能經歷了四翼階段，為鳥類飛行樹棲滑翔的起源理論提供了第壹個確鑿的證據。
近年來承擔了多項國家自然科學基金、美國國家科學基金會和國家地理學會的科研項目。發表學術論文40余篇(英國《自然》雜誌發表11篇，SCI出版物引用率344次)。2001年被美國國家地理學會豐田計劃評選為全球11入選科學家。
2000年以後，人們在遼西發現了許多長有羽毛的化石，它們可能是趙氏小盜龍或形態相似的物種。2002年，美國紐約自然歷史博物館的Norell博士、他的中國同事和另壹個中美聯合研究小組研究了其中壹些化石。他們發現，這些恐龍，類似於趙的小盜龍，進化出了與現代鳥類相同的羽毛。有些羽毛左右不對稱，有些很長的羽毛長在後肢上。這些新發現促進了人們對恐龍向鳥類轉化過程的認識。
2001和2002年，徐星對同類型標本進行了更深入的研究，研究揭示了恐龍進化過程中壹個完全未知的階段，這可能是鳥類飛行起源的壹個關鍵階段。新標本證實了徐星此前的猜測，恐龍世界存在樹棲恐龍，鳥類的飛行始於樹棲生活。
在這些標本中，徐星不僅觀察到了前人觀察到的壹些現象，例如，這些恐龍的皮膚結構不僅具有現代鳥類羽毛的形狀，還表現出空氣動力學特征；更重要的是，徐星註意到這些恐龍後腿羽毛的形狀和分布與鳥類翅膀上的羽毛驚人的相似。由此，徐星推斷這些恐龍有四個翅膀，不僅前肢羽化成翅膀，後肢也羽化成翅膀。這些恐龍生活在樹上，可以用四只翅膀滑行。很可能鳥類的祖先在重力的幫助下經過壹個滑翔階段後，具有很強的主動飛行能力。
徐星的研究成果發表後，在國際古生物界引起巨大反響。英國利茲大學進化生物學家萊納博士表示，四翼恐龍是繼始祖鳥之後鳥類進化研究領域最重要的發現；芝加哥大學古生物學家塞雷諾博士稱其為“裏程碑式的論文”。然而，並不是所有的學者都同意徐行的結論，許多問題仍然存在爭議或有待解決。
有人提出，小盜龍顧的後肢能否形成翅膀？有沒有可能後腿的羽毛可以用來炫耀，吸引配偶或者恐嚇敵人？徐星提供的證據顯示，後肢羽毛的空氣動力學特征非常明顯:羽軸兩側的羽毛不對稱，不對稱程度與鳥類翅膀相同，越靠近末端越明顯；羽毛變化的方式和長度與鳥類翅膀相同。
羽毛軸兩側羽毛的不對稱是鳥類飛行能力的壹個很好的指標。美國著名鳥類學家、學者費·多西亞及其同事發現，鳥類的飛行能力越強，其翅膀上羽軸兩側羽毛的寬度差異越大；失去飛行能力的鳥類羽毛相對均勻。所以小盜龍顧的這些羽毛特征說明後肢羽化成翅膀的可信度是很高的。
有學者提出，尾翼的姿態似乎與已知的恐龍骨骼結構相矛盾。怎麽解決？四個翅膀是代表進化的壹個分支還是鳥類進化的壹個必經階段？徐星在相關著作中已經討論過這些問題，並且已經有了壹些線索和思路。這些問題的解決將徹底消除人們的疑慮，為鳥類飛行的起源——樹棲滑翔理論提供最終的判斷。對Koo小盜龍的深入研究還在繼續，我們相信這些問題在不久的將來會得到很好的解答。
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