鸟类是恐龙的直接后裔

时间:2024-06-27 02:35:05

格雷戈里·保罗(Gregory S.Paul):独立研究员,著有《普林斯顿恐龙大图鉴》(The Princeton Field Guide to Dinosaurs)。

鸟类是恐龙的直接后裔

在我的专业领域中,关于优雅科学思想最美妙的事例就是,定义恐龙为快速力能的动物,而且恐龙是恒温动物,其身体内部可以产生高能量,而且具有典型鸟类和哺乳动物的高有氧运动的能力,即能够承受长时间的剧烈运动。即使不依赖这点,恐龙是高能动物的想法,与鸟类是恐龙直接后裔的假设已经融为一体:鸟类是会飞翔的恐龙,就像蝙蝠是会飞翔的哺乳动物一样。

“快速力能”概念的作用,再怎么强调都不为过,而且,对于我们理解从19世纪50年代到20世纪60年代之间,有关进化和两亿三千万年地球历史的众多思考,都有着颠覆性的革新。在那时,普遍的认知是,恐龙是慢速力能爬行动物的群体,它们只有通过短暂的几次爆发,才可以达到高阶行动能力。即便是以每小时8公里的速度行走,也需要很强的呼吸能力,这一点超出了爬行动物的能力范围,爬行动物长距离的行动速度是每小时1.5公里。鸟类被视为是一种独特的、带有羽毛的群体,为了保证其飞行的动力,它们对能量效率进行了低效进化。尽管后一种假设从本质上来说没有不合逻辑之处,但与蝙蝠的进化存在巨大差异,因为在蝙蝠那同样拥有一身羽毛的祖先体内,早就存在着高有氧能力了。

我第一次听说“恒温恐龙”是在我高三那一年,1972年的夏天,我在《史密森尼杂志》(Smithsonian Magazine)上读到关于罗伯特·巴克(RobertBakker)所写的一篇题为《自然》(Nature)的文章。读到它,让我醍醐灌顶。我一直都把恐龙归为爬行类动物,但这应该是不准确的,因为恐龙的构造很显然更为接近鸟类和哺乳动物,与鳄鱼和蜥蜴等爬行动物的构造截然不同。大概是在同一时期,一直致力于发现恐龙恒温状态的约翰·奥斯特罗姆(John Ostrom),公布了鸟类是空中版兽脚恐龙的证据,如此显而易见的概念,早在19世纪,就理应成为压倒性的论点。

在长达25年里,人们对这个假设一直争论不断,尤其是那些关注恐龙新陈代谢的人士更是如此,并且早期的一些论证也存在着瑕疵。但证据层出不穷:恐龙骨骼中的生长轮显示,恐龙的发育速度极快,而爬行动物是无法达到的;恐龙的足迹化石表明,恐龙以稳定的速率行进,但对慢速需氧动物而言则太快;许多小恐龙都生有羽毛,极地恐龙、鸟类和哺乳动物都经受过寒冷刺骨的中生代冬季,这一点就排除了它是变温动物。

因为这场恐龙革命,我们对于这种曾称霸大陆的动物进化,有了比以往更为接近真相的理解。节能型的两栖动物和爬行动物,在古生代后半期,统治大陆的时间仅为7 000万年,这个地质年代始于三叶虫,陆地上别无其他物种。在最后的2.77亿年,从古生代末期的原生哺乳动物兽孔目开始,高功耗却不节能的快速力能动物开始统治陆地。中生代早期,在兽孔目绝迹后的1.5亿年里,取代兽孔目的并不是低功耗的恐龙,而是能够快速将高需氧运动能力提升到更高层级的恐龙。

这非同一般的鸟类呼吸综合系统非常奏效,让一些鸟类可以飞得与飞机一样高,但这套系统当初并不是为了飞行才进化而成的,而是为了进化出让肺部进行气囊换气的骨骼结构,最初是为了让不会飞的兽脚类恐龙能在地面上生存,部分研究人员提出,地球含氧量低可作为其不能在地面上生存的一个因素。所以,鸟类动力学的基础,首先出现在食肉恐龙中,之后才被用于动力飞行上。就如内燃机也是在不经意间,使得人类动力飞行得以成真,而非一开始是为了飞行而开发。