恐龍“變”成飛鳥消失的是哪兩根“手指”
不詳 ?佚名 ? 2009年09月01日 ? ?特別報道
恐龍“變”成飛鳥
消失的是哪兩根“手指”
如果說鳥類由恐龍進化而來，翅膀源于恐龍的前肢，那么現(xiàn)在鳥類保留著的三根“手指”，是恐龍后肢保留中的哪幾根？最近，記者從中科院古脊椎動物與古人類研究所獲悉，由該所研究員徐星領(lǐng)導(dǎo)的一個國際研究小組，提出了解決鳥類“手指”同源問題的新假說，有關(guān)報道刊登在英國《自然》雜志上，發(fā)表后引起了全世界的關(guān)注。
鳥類“手指”同源問題是鳥類起源研究方向中一直困擾著古生物學(xué)家們的一個問題，也是進化生物學(xué)研究領(lǐng)域長期以來最具爭議性的問題之一。國際研究小組在6月18日出版的英國《自然》雜志上提出的解決這一問題的新假說。這一研究將有望消除古生物學(xué)資料和現(xiàn)代發(fā)育學(xué)資料有關(guān)鳥類“手指”同源問題產(chǎn)生的矛盾。
化石材料顯示，鳥類的恐龍祖先具有5個“手指”，在向鳥類的演化過程中，它們的外側(cè)兩“指”（相當(dāng)于人類的無名指和小拇指）首先退化并消失，最終形成鳥類的具有3個“手指”的手部。但是，現(xiàn)代發(fā)育生物學(xué)研究卻表明鳥類保留了中間三指，也就是說在鳥類演化過程中，最外側(cè)和最內(nèi)側(cè)的兩個“手指”（相當(dāng)于人類的大拇指和小拇指）退化消失了。這樣，古生物學(xué)資料和現(xiàn)代發(fā)育學(xué)資料在鳥類“手指”同源問題上產(chǎn)生了沖突，這一沖突也成了少數(shù)學(xué)者反對鳥類恐龍起源假說最有力的證據(jù)。古生物學(xué)家和發(fā)育生物學(xué)家提出了各種假說，試圖消除這一矛盾，但這些假說都存在著明顯的缺陷。
徐星研究員領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組最近在我國新疆準(zhǔn)噶爾盆地的侏羅紀地層中發(fā)現(xiàn)了一種奇特的恐龍化石。這種被徐星等人命名為泥潭龍的小型恐龍屬于獸腳類恐龍的一個分支—角鼻龍類。泥潭龍是角鼻龍類這類分異度很高的恐龍類群中最古老、最原始的成員之一，它沒有其它角鼻龍類恐龍頭部通常具有的脊或者角。非常奇特的是，泥潭龍沒有牙齒，但卻有一個像鳥類一樣的用來切割植物的喙，它還具有常見于植食性恐龍當(dāng)中的胃石。這表明，泥潭龍是多數(shù)成員為肉食性動物的獸性腳類大家族當(dāng)中的一個植食性成員，就像今天的大熊貓。這一發(fā)現(xiàn)顯示獸腳類恐龍早在距今大約1.6億年前就有了明顯的生態(tài)分異。
最令研究者感到興奮的是泥潭龍不同尋常的“手”部結(jié)構(gòu)。像很多其他早期獸腳類恐龍一樣，泥潭龍保存了四個“手指”，但是其第一指卻嚴重退化了，第二指充分發(fā)達。這顯示了一種與其它早期獸腳類恐龍完全不同的“手指”退化模式。徐星和他的合作者認為這表明獸腳類的“手指”退化模式要遠比過去認為的復(fù)雜。他們重新觀察和分析了獸腳類恐龍的手部結(jié)構(gòu)，令他們感到驚訝的是，許多獸腳類恐龍的手部特征其實也暗示著一種復(fù)雜的退化模式。綜合新的古生物學(xué)資料和現(xiàn)代發(fā)育學(xué)資料，徐星和他的合作者提出了一種外側(cè)轉(zhuǎn)移假說來解釋恐龍“手指”的演化。他們認為最早期獸腳類恐龍退化了最外側(cè)的“手指”（第五指），但隨后伴隨著恐龍獵食行為的變化，第一指（最內(nèi)側(cè)的手指）也退化消失了，這樣具有三個“手指”的僵尾龍類（包括著名的躍龍以及伶盜龍）實際上保留了中間的三個“手指”，但由于發(fā)育機制的變化，同源異型轉(zhuǎn)化造成了中間三個“手指”發(fā)育了內(nèi)側(cè)三個“手指”（也就是第一指至第三指）的形態(tài)。也就是說，包括鳥類在內(nèi)的具有三個“手指”的僵尾龍類所保存的三個“手指”頭其實是第二、三、四指，改變了關(guān)于僵尾龍類保存了第一、二、三指的傳統(tǒng)觀念，這樣，存在于古生物學(xué)和發(fā)育學(xué)資料之間的矛盾就消除了。
徐星和他的合作者進一步分析了現(xiàn)代發(fā)育學(xué)資料，認為外側(cè)轉(zhuǎn)移假說能夠用現(xiàn)代發(fā)育學(xué)機制進行解釋。徐星和他的合作者還首次在古生物研究中采用了動態(tài)同源檢測的方法。動態(tài)同源檢測是一種基于分子生物學(xué)資料進行系統(tǒng)發(fā)育分析的方法，通過這一方法，他們?yōu)橥鈧?cè)轉(zhuǎn)移假說提供了更多的支持。
徐星研究員介紹說：“有關(guān)鳥類起源的研究需要包括古生物學(xué)、現(xiàn)代發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的整合研究，這樣，我們才能有望全面地了解這一重要的演化事件?！苯陙?，徐星的研究小組在羽毛和翅膀等重要結(jié)構(gòu)的演化研究方向上多次嘗試結(jié)合古生物學(xué)和現(xiàn)代發(fā)育生物學(xué)資料，取得了一些重要成果。
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