古鸟寻踪-周忠和-第1章
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主讲人简介
周忠和：毕业于南京大学地质系，1999年获美国堪萨斯大学古鸟类学博士学位。同年入选中科院“百人计划”， 2000当选国际古鸟与进化学会理事，要研究中生代鸟类的进化。至今已经在“自然”和“科学”等许多国际一流学术刊物发表若干重要的古鸟类论文，1999中科院自然科学奖一等奖和2000年国家自然科学奖二等奖。
内容简介
大家知道， 鸟类作为人类的朋友，我们都非常关心它。那么我们鸟类学家更关注的是鸟类的现在和未来，对古生物学家来说，我们更关心的是鸟类的过去，看看我们了解鸟类的过去对我们认识鸟类的将来有没有什么启示，我今天主要给大家介绍的是鸟的起源和鸟的演化的历史。
始祖鸟的发现作为第一件比较重要的鸟类化石，对于刚刚诞生的达尔文《进化论》起到了非常重要的作用，我们看到的始祖鸟化石，有一根很长的尾巴，这个特征非常像爬行动物，那么它身体上披满了现代鸟类的羽毛，从羽毛的结构来说，和我们看到的现代鸟类已经没有太大的区别，正是这样一个进步的，还有一个原始的两种形状结合在一起，才使得始祖鸟成为一种进化的一种缺失环节，所以成为当时支持达尔文进化论的一个重要根据。
鸟类起源的研究，大概经过了这样几个阶段，从1868年最早由赫胥黎提出了鸟类起源于恐龙的假说以后，这个假说就流行了几十年，大约半个世纪；到了1927年以后，另外一种学说，称为槽齿类的起源学说，所谓槽齿类，就是说比恐龙更加原始的一种化石类群；从1973年到1985年，这是恐龙起源说的一种复兴；从1986年一直到现在，实际上是现在恐龙起源学说一种不断地盛行，就是说越来越多的化石证据支持了这样的一种假说。
那么讲到鸟类的起源，不能不提到鸟类飞行的起源，鸟类飞行起源一般有这样两种假说，一种地栖起源，就是认为鸟类飞行；从地面奔跑起飞的，这个学说常常和鸟类起源于恐龙的学说联系在一起。那么相反的一种学说，就是鸟类飞行的树栖起源学说，认为鸟类飞行，最初阶段经过了这个树上的跳跃、滑翔，这个学说同时也是我本人和很多学者支持的另外一种观点。根据我们的研究，树栖起源学说，实际上更经得住理论推敲和化石证据的支持。所以我想我们了解过去的目的，也是为了认识现在，认识鸟类进化的将来，最后我想还是希望大家珍惜我们现代人类共有的这些朋友，鸟类，做好更多保护鸟类的工作。
《古鸟寻踪》 （全文）
各位老师；同学好，大家都知道；我们现在人类都非常关心鸟类，鸟类作为人类的朋友，我们鸟类学家更关注的是鸟类的现在和未来，那么对于古生物学家来说，我们更关心的是鸟类的过去，看看我们了解鸟类的过去，对我们认识鸟类的将来有没有什么启示，所以我今天主要给大家介绍的，就是鸟的起源跟鸟的演化历史。
我们看到的第一块化石，这个右上角的化石叫始祖鸟，很多人都听说过，始祖鸟作为世界上最古老的，也是最早的一块鸟类化石，从1861年发现到现在，这块化石至今总共发现了有八件标本，但是它却是我们这个生物学里面最著名的一个物种之一。 那么始祖鸟的发现，它的主要意义在哪儿呢？因为作为第一件比较重要的鸟类化石，当时对于刚刚诞生的达尔文的进化论起到了非常重要的作用。我们可以看到这块化石，有一根很长的尾巴，这种骨质尾巴，这个特征非常像爬行动物，另外一个方面，它身体上又披满了现代鸟类的羽毛，就是从羽毛的结构来说，和我们看到的现代鸟类已经没有太大的区别，那么正是这样一个进步的，还有一个原始的两种性状结合在一起，才使得始祖鸟成为一个进化的一种缺失环节，所以成为当时支持达尔文进化论的一个重要的根据。那么下面一张图片显示的是这个始祖鸟发现的地点，德国的索伦霍芬，很多工人主要是在这种灰岩里面采集，从而发现了比较零星的始祖鸟的化石。
那么我们研究这个化石，首先要了解一些现代鸟类的知识，那么能保存成化石的，主要是鸟类的骨骼、羽毛，鸟类的其他软组织很少保存，因此我们有必要了解现代鸟类的一些骨骼特征。这是一个现生的鸟类的骨骼，我们可以看到，现生的鸟类和其他的动物有哪些主要的区别呢？因为鸟类是一种特殊的，适应这种展翅飞翔的动物，我们可以看到，鸟类的头骨比较膨大，另外它的嘴里面没有牙齿，我们现生的鸟类，没有一种鸟类嘴里是有牙齿的，那么鸟类还有一些其他的主要特征，区别于其他的动物。首先我们可以看到，它的翅膀是一种具有很特殊的构造，翅膀上面没有爪子，另外这些骨骼出现了很多的愈合和减少的现象，在鸟类的胸骨上面，有一个很特殊的构造称为龙骨突，有点像船的龙骨，这个构造主要是附着飞行肌肉的一个地方，所以也是鸟类的一个主要特征，那么在鸟的尾巴的部位，我们可以看到，它的尾椎很短，最后的几节尾椎还愈合在一块儿，形成一个叫尾综骨的这种构造，这些特征都是鸟类所特有的。此外在鸟的脚上，我们可以看到，绝大部分鸟类，它的第一脚趾和其他的三个脚趾还形成一种对握的方式，那么这种对握脚趾的功能就是为了生活在树上，一种栖息树上的这种功能，这也是鸟类的一个特点。那么鸟类的飞行也不同于其他的脊椎动物，或者无脊椎动物的飞行方式，我们可以看到，这个图上展示的附着在胸骨上面的一个上乌喙肌，这块肌肉实际上对这个鸟类的飞行起着很关键的作用，鸟类这种肌肉的牵引方式在某种意义上，和我们熟悉的这种滑轮的构造非常相似，就是通过这样一块肌肉的拉牵和放松，引导这个鸟类的翅膀不断进行各种上下这种振动飞行，这也是鸟类飞行区别于其他动物的一个主要的地方。
那么我们研究现代鸟类骨骼是为了了解过去，我们把最古老的鸟类，始祖鸟，和我们现代的一个鸟类的骨架摆在一起做个比较，大家就很容易的发现，它们一些的主要区别。那么这个图上涂黑的地方，就是显示这两种鸟类在骨骼方面的主要差别，我们看到现代鸟类的头骨，脑的部分不断扩大，在翅膀的部分我们可以看到，它的翅膀实际上是缩短的，另外比较锋利的一些爪子已经退化了，骨骼也变粗、变硬，这些特征都是为了辅助鸟类羽毛的需要，那么在胸骨的部分，我们可以看到一个非常庞大的龙骨突，这当然是为了飞行，那么最主要的另外一个区别就在尾巴方面，我们可以看到，最原始的鸟类，始祖鸟，它的尾巴还有23节尾椎骨，是有一根很长的这种骨质的尾杆，这种尾杆到了现代鸟类里面已经彻底的消失。
那么大家可以看看我们现代的一些鸟类的骨架，我们古鸟类学家为了更好地了解鸟类过去的历史，我们需要有大量的这样现代鸟类骨骼的收藏。图上给大家看到的都是一些次生失去了飞行的一些鸟类，我们看到这些鸟类的骨架，可以反映它生活时期的一些基本的体型，我们还可以注意到，不会飞行的鸟类在骨骼的构造上发生很大的变化，比如它的翅膀发生了退化，另外我们看到它的胸骨上面，已经出现了一些龙骨突的退化，从而形成了一种所谓的平胸，平胸也就是飞行的肌肉退化了，那么相应的这种辅助的骨骼构造也是发生退化了。
下面我可以让大家猜一猜，我们看到这些骨骼，大家会想到这是一种什么样的鸟类，这是一种很高大的鸟类，可以看到前肢非常退化，所以这是一种我们今天所能看到的最大的鸟类，这是非洲的鸵鸟，这个鸟类大家很容易猜到这是犀鸟，主要是它非常典型的头部特征，这些构造在化石里面都有可能保存下来。那么我们再猜一下，这个鸟类可能是什么？因为这种直立姿势的，你看到它的脚趾比较粗壮，很多特征实际上，大家通过现代的一些骨骼，就能够猜到它的一些生活类型。这张简单的地质历史图，是地质历史的一段，称为中生代和新生代的一段，我们主要是显示一下，这个鸟类演化的整个过程。从右边我们可以看到最早的鸟类，始祖鸟出现在大概1。5亿年左右，这个时期就是叫侏罗纪的晚期，大家都知道侏罗纪公园，那么第一只鸟类从侏罗纪晚期出现以后，经过了白垩纪早期的演化，到了新生代，新生代就是六千五百万年为界限，那么到了新生代的时期出现了大量的变革，很多现代鸟类的类群，我们大家所熟悉的，比如雀形目、鸡形目这样的很多鸟类类群，实际上都是从新生代才开始出现的，那么我们待会儿要讲到的，很多更早的鸟类都是发生在白垩纪，这些鸟类实际上大部分都是一种绝灭的类型，其中有些类群可能和现代鸟类有一些比较接近的关系，但是都是一些已经绝灭的分子。
首先我还是简单讲一讲鸟的起源。那么鸟类起源的研究，我想经过了主要这样的一些阶段，大概是从1868年，最早由赫胥黎提出了鸟类起源于恐龙的假说以后，这个假说就流行了几十年，大约半个世纪，那么到了1927年以后，随着另外一个重要著作《鸟类的起源》这本书的出版，恐龙起源的学说逐渐平息下来，那么取而代之的是另外一种学说，称为槽齿类的起源学说，那么所谓槽齿类，就是说比恐龙更加原始的一种化石类群，这个类群被认为是产生了恐龙、鸟类、鳄鱼等等现代的一些主要的脊椎动物大的类群。那么基本上来说，从1973年到1985年，我们认为这是恐龙起源说的一种复兴。那么1986年一直到现在，实际上是现在恐龙起源学说一种不断地盛行，就是说越来越多的化石证据支持了这样的一种假说。那么现在看到的就是英国著名的一个生物学家赫胥黎，很多人知道，这是达尔文进化论的坚定支持者，同时他也是首先提出这个鸟类起源于恐龙学说的一位学者。这是丹麦的一位古生物学家，叫做海尔曼，他在1927年发表了一本非常经典的重要著作《鸟类的起源》。这本书里面他提出了鸟和恐龙虽然十分相似，但是恐龙因为已经十分特化，所以他认为鸟类可能不会从恐龙直接起源，而是和恐龙有一种共同的祖先，这就是说所谓的槽齿类，出现的时代可能会更早一点，就是说比侏罗纪、白垩纪还要早的三叠纪出现，这就是海尔曼的一些主要观点，这种学说从提出来以后，一直盛行了大概有半个世纪。这是现代研究槽齿类的一个复原图，就是说海尔曼想像，鸟的起源的祖先，就是这样一种四足攀岩树的一种动物，尾巴很长，四肢都是在树上爬行的，那么还没有地面奔跑恐龙的一些特化特征。
那么从上个世纪下半叶开始，就是说鸟类恐龙起源的复兴，主要是耶鲁大学的一位教授叫奥斯特罗姆教授，这是这个学说得到复兴的一个关键人物，奥斯特罗姆教授主要研究恐龙化石的，主要是一些小型的兽脚类。他在1970年的时候，偶然的机会在一个欧洲的博物馆里面发现了一只始祖鸟的化石，这是一种非常偶然的机会，当时他在研究这些脊椎动物的时候，发现有一块被鉴定成翼龙的化石，但是经过他的仔细观察，发现里面的羽毛，因此他断定这就是另外一件始祖鸟的化石，这个化石不经意的发现，也导致了奥斯特罗姆教授，从此开始研究这个始祖鸟的化石，并且把鸟类和恐龙的关系连接到了一起。那么另外一位对于鸟类起源于恐龙学说影响较大的学者，是高蒂耶教授，这个学者，也在耶鲁大学当教授，而且是顶替了奥斯特罗姆教授的位置，所以他在1986年写出了一篇蜥臀目恐龙的单系性和鸟类起源的一种学说，用了一些现代研究系统学的分支分类学的观点，进一步肯定了鸟类从兽脚类起源的观点，因此这些工作对现在研究鸟类起源都起了重要的作用。
下面我们简单看几点，有关鸟类起源于恐龙的一些证据，证据很多，我们不可能一一列举。这是看到的一件孵蛋的窃蛋龙类，过去认为这种恐龙是吃蛋的，后来发现这个蛋是它们自己的，所以成为一种孵蛋的证据。那么刚才讲到鸟类的尾综骨是很特有的一点特征，那么现在我们在窃蛋龙的身体上也发现了这样一种尾综骨，就是说我们在恐龙的身上发现了越来越多，这些鸟类以前认为是鸟类才特有的一些特征，这些发现实际上就间接支持了鸟类恐龙的起源假说，当然最重要的一些发现，还是来自于我们中国带毛的恐龙，我想包括这第一件长毛的恐龙化石，叫中华龙鸟。这是一件尾羽龙化石，这也是第一件身上保存真正的分叉羽毛的恐龙化石，这些化石发现，都引起了国际古生物学界很大的轰动，就是被认为是鸟类起源恐龙的学说提供了最重要的，也是最新的一些证据，这么多重要的证据就导致一些学者比如说美国自然博物馆的Mark Norell教授，他就提出恐龙没有绝灭，我们所见到的现生的鸟类都是恐龙，生活在南美的蜂鸟当然就自然而然成为最小的恐龙。
那么讲到鸟类的起源，我们不能不提到鸟类飞行的起源，鸟类飞行起源一般有这样两种假说，一种地栖起源，就是认为鸟类飞行；从地面奔跑起飞的，这个学说常常和鸟类起源于恐龙的学说联系在一起。这就是1999年美国《国家地理》登的一张图片，我们可以清晰地看到，它把很多中国的恐龙化石，都放到了这个演化图里面，展示了一种奔跑的这样一种过程，那么这实际上是反映了一种鸟类飞行地栖说的一种最新的版本。那么相反的一种学说，就是鸟类飞行的树栖起源学说，认为鸟类飞行，最初阶段经过了这个树上的跳跃、滑翔，这个学说同时也是我本人和很多学者支持的另外一种观点。根据我们的研究，树栖起源学说，实际上更经得住理论推敲和化石证据的支持，我们介绍几个最重要的证据之一，就是来自于这种所谓爬树的恐龙。过去大家传统观念里面的恐龙都是奔跑的，都是一种快速奔跑，凶猛的恐龙。但是我们最近几年的研究发现，很多恐龙。比如说像小盗龙和树息龙，这些恐龙的个体都很小，实际上过去误认为其凶猛的一些特征，或者一些奔跑的特征，实际上恰恰是它们爬树的一些证据。那么最新的一个证据，当然是长着所谓四个翅膀的恐龙，叫顾氏小盗龙。那么这种恐龙显然是不能在地面奔跑的，因此也是一个最新的，支持这个恐龙爬树的一个证据。
那么除了爬树的恐龙以外，我们还需要了解最早的鸟类的生活习性怎么样。因为过去大家认为，鸟的飞行是从地面起飞的，大家觉得最早的鸟类，始祖鸟恐怕也是一种地面奔跑的动物，这种实际上是认识上的一种误区，现在大家已经逐渐把这种观点纠正过来。那么我所要给大家介绍的，就是说我们有哪些证据来了解这些最早鸟类的生活习性呢？其中有一点，就是说我们可以根据这个脚爪的弯曲程度。右边这个图，大家可以看到，是一种现生两种鸟类脚爪的比较，根据这些证据我们推测，这个始祖鸟是一种实际上生活在树上的动物，那么我们还可以用一种新的手段来比较现代鸟类的生活习性，比如说我们现在讲到，鸟的脚趾的比较，我们大家看一看，左右两只脚，我们看到在树上生活的鸟类，它的脚趾往远端是逐渐变长的
