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阿斯忒里亚鸟的头骨化石,它是现生鸡、鸭所在类群中,已知古老的鸟类。

阿斯忒里亚鸟生存环境的艺术重建。

以种子为食的阿斯忒里亚鸟。

赢 维加鸟是种与鸡、鸭亲缘关系密切的早期鸟类,具备科学认为助力现代鸟类幸存的关键特征:它们体型较小、角质喙替代了牙齿新疆护角专用胶厂家,还拥有宽大双翼、发达胸肌和能充当向舵的短尾。

在白垩纪的后天,大约是6600万年前,地球还充满了各式各样的恐龙。在北美大陆上,顶掠食者霸龙正悄悄靠近它的猎物三角龙。在亚洲,敏捷的掠食者紧盯着群嘴巴像鸭子样、身披装甲的植食恐龙。在欧洲,许多小型肉食恐龙与植食恐龙漫步于岛屿上。在赤道以南,群长颈的庞然大物每走步都会让大地为之震。放眼全球各地,还有许多长羽毛的恐龙挥舞着艳丽的羽毛,有些甚至能拍翅膀飞向空中。

突然之间,恐龙时代结束了。颗巨大的小行星直冲今天的墨西哥湾,引发了连串的连锁灾难:地震、海啸、野火,随之而来的是数年的黑暗与冰寒。不久之后,大约四分之三的生物在这场浩劫中灭。小行星撞击带来的灭顶之灾,也造就了个科学上大的传说,那就是所有恐龙都丧生于这场白垩纪末期的大灭,幸。

然而实际上,有支恐龙奇迹般地存活了下来——鸟类。为什么只有鸟类存活,而其他每种恐龙都灭了?这个问题困扰了科学数十年。过去30年里,随着古生物学发掘出多长羽毛、有翅膀的恐龙,这个疑问变得加刻。这些恐龙虽不位于鸟类的演化分支中,但它们的许多生物学特征和行为习都与现生鸟类度相似,甚至其中的少数已经具备了飞行能力。那么,究竟是哪些原因,致只有鸟类逃脱了灭的命运?

飞上蓝天的恐龙

很久以前,研究者就在思考现生鸟类与已灭恐龙之间的关联。早在19世纪60年代,与查尔斯・达尔文同时代的科学就已注意到现生鸟类与侏罗纪和白垩纪小型肉食恐龙的骨骼结构惊人地相似,但两者已经分别跨越了2.01亿与6600万年的时光。20世纪90年代,鸟类由恐龙演化而来的观点逐渐成为主流,这得益于在发现的带羽毛的恐龙化石。它们被喷发的火山灰快速掩埋,并以为完好的状态保存成了化石。

过去25年间,辽宁省陆续发现了数千件长羽毛的恐龙化石。我有幸与已故同事吕君昌教授研究这些标本,并将其中件化石命名为振元龙,它是伶盗龙的近亲。这件标本堪称惊艳,躯干的大部分区域都覆盖着缕缕丝状绒羽,它前肢的羽毛则整齐排列,形成了小小的翅膀。这些身披羽毛的生物,讲述着鸟类如何从恐龙演化而来的故事。这是生命历史上伟大的演化历程之:张牙舞爪的陆生肉食动物缩小体型、披上绒羽、长出翅膀,终飞向天空。

在过去20年的大部分时间里,我始终致力于研究这段惊人的演化历史。从博士阶段起,在已故古生物学马克·诺瑞尔的指下,我构建了早期鸟类与其恐龙近亲的庞大演化树。这棵树揭示了鸟类如何历经数千万年,步步从恐龙演化而来。现生鸟类的许多关键特征——羽毛、翅膀、叉骨、中空骨骼、得惊人的肺与发达的大脑——其实原本都属于恐龙。它们在漫长的时间里,由于系列不同原因慢慢出现,只是后来才被“征用”为飞行机器的部分。

化石记录显示,约1.5亿年前,真正的鸟类已经出现,例如在德国发现的标志物种始祖鸟,它们翱翔在潟湖上空。与其他恐龙相比,这些鸟类的特殊之处在于项非凡的能力:它们不仅能像部分长羽毛的恐龙近亲那样被动滑翔,还能通过拍动双翼获得升力与力,从而自主起飞,并在空中保持飞行。

在此后的8500万年,甚至久,真正的鸟类与它们的恐龙近亲生活在起。就像始祖鸟样,早的鸟类酷似小型伶盗龙,长着像牛排刀样锋利的牙齿、锐的爪子与细长的尾骨。随着时间流逝,些鸟类逐步将身体结构调整成了适应飞行的形态:前肢不断伸长、双翼加宽大、振翅的肌肉发有力,而身体则发轻盈。它们的尾骨缩短成了个短而圆钝的小凸起,支撑着充当飞行向舵的尾羽,喙也取代了牙齿。有些鸟类变成了恒温动物,并开始以惊人的速度飞快生长。

与此同时,这些侏罗纪与白垩纪的鸟类逐渐开拓了全新的栖息地:地面、水边,特别是在树上。其中类被称为反鸟类的鸟类,是在树上建立了全新的生活模式:以植物和昆虫为食,在的树冠上筑巢繁衍。当白垩纪步入尾声,现生鸟类的直接祖先已经登场,例如与现生鸡、鸭亲缘关系密切的维加鸟和阿斯忒里亚鸟。它们鸣叫、振翅,身旁还有许多原始、发育缓慢的鸟类“遗老”,这些原始的鸟类还保留着长尾、牙齿与利爪。在原始鸟类与新成员的交相辉映下,白垩纪迎来了鸟类的空前繁盛。

随后,灾难如期降临。罪魁祸是颗直径约10千米的小行星。它是太阳系诞生之初残余的碎屑,恰好撞上了地球。小行星撞上了今天位于墨西哥的尤卡坦半岛,释放的威力相当于十亿颗原子弹。灾难来临的初几天,世界仿佛被烈火与硫黄吞没。撞击的尘埃与野火产生的烟雾充满了大气,遮蔽了阳光,使地球陷入长达数年的寒冬。即便侥幸熬过了撞击当天,物种也只有四分之的概率延续下去。翼龙比鸟类早演化出飞行能力,但也全部灭了,海生爬行动物、菊石与几乎所有恐龙也未能幸。

古生物学曾经争论白垩纪末期的灭速率,小行星究竟是否是大灭的元凶,还是说灭早已开始、小行星只是恰好在这时撞上了地球。然而根据新的证据,我可以确信,灭发生得为迅速,从地质尺度看仅是瞬,而小行星疑是这场灾难的元凶。

十多年来,我与同事直在美国新墨西哥州西北部的荒原考察,这里的浅岩石中,层层完整保存着大量恐龙化石,直到大灭前夕。2025年新疆护角专用胶厂家,在美国新墨西哥州立大学地质学安德鲁·弗林的带下,我们团队描述了个生机勃勃的恐龙生态群。就在小行星撞击前数十万年,它们还在这里繁盛生存:肉食与植食恐龙并存,没有任何迹象预示着即将到来的灾难。但突然,它们的骨骼消失在岩层记录中,只有类恐龙化石得以在地层中延续,那就是鸟类脆弱而中空的骨骼。

受害者与幸存者

要解答为何非鸟类恐龙全部灭,只有鸟类幸存,我们就须梳理完整的灭与幸存名单——不仅是恐龙,要涵盖小行星撞击前的所有生物。整体规律十分明显:体型大的生物幸。所有体型过哈士奇的陆生动物,都未能挺过白垩纪,进入接下来的古近纪。

按照这标准,便不难理解非鸟类恐龙为何注定会灭,包括些长羽毛的恐龙。它们身躯庞大沉重,需要摄入大量食物才能维持生存。在燃的大地上,生态系统崩溃,食物度匮乏。它们难以找到足够补给,也法轻松地挖掘洞穴或是找到足够大的庇护所,躲避野火等撞击后的灾害。此外,它们大多需要数年才能发育成熟,这进步降低了个体熬过小行星引发的漫长寒冬的可能。

鸟类则截然相反。它们体型小巧,这意味着每天不需要摄取几十甚至上百千克食物,容易熬过食物匮乏的时期。它们会飞,即便法挖洞,也能振翅飞离危险区域。显然,与其他恐龙乃至其他灭的动物相比,这些优势让鸟类占上风。但这就是全部了吗?

答案并没有这么简单。白垩纪末期的大灭并不是个所有非鸟类恐龙灭,鸟类活了下来的简单故事。事实上,大量鸟类也在撞击带来的烈焰中消失了。可以说,大多数,甚至是几乎全部的鸟类,都与霸龙同走入了坟墓。有研究估,过90的鸟类物种在此次事件中消亡。若不是有小支鸟类顽强幸存,鸟类或许会与它们的恐龙近亲样消失。因此,我们须重新定义我们的问题:为什么只有小部分鸟类活了下来?

我们可以再次对比受害者与幸存者,但这次聚焦于鸟类内部。从如今美国新墨西哥州的野外,向北至蒙大拿州,再到加拿大萨斯喀彻温省,我们从保存完好的白垩纪末期地层中,发掘出了十几种已经灭的鸟类化石。它们形态差异显著:既有形态比较原始的牙齿、长尾巴鸟类,也有度演化、具备现代鸟类特征的类群。在岩石中,条细细的线标志着白垩纪末期大灭事件,这是小行星撞击时由黏土、泥灰岩以及部分撞击喷出物形成的层薄薄的地层,里面富含小行星带来的大量铱元素。而在这地层之上,就只剩下了类鸟类化石:现生鸟类。所有其他鸟类从此消失在地层中,再也不会有只牙齿锐,前肢带着镰刀状利爪,或是长着扫帚状骨质长尾的鸟类出现。这规律在全球范围内都成立。

唯跨越了大灭、延续至古近纪的鸟类支系被称作冠群,万能胶生产厂家包含了演化树上所有现在还活着的鸟类所属的这根分支,其物种数量至今仍在不断壮大。我们对鸟类冠群早期成员的大部分认知,几乎都来自近年发现的两件白垩纪末期的化石标本。

件是维加鸟,20世纪90年代,科学在南冰原块像水泥样坚硬的结核中发现了团杂乱的骨骼,这是对维加鸟的次描述。去年,美国加利福尼亚州太平洋大学的克里斯托弗・托雷斯、得克萨斯大学奥斯汀分校的朱莉娅・克拉克和团队公布了件保存得为精美的维加鸟头骨化石,为这个物种补充了多形态信息。二件是阿斯忒里亚鸟,发现于比利时-荷兰边境处采石场的灰岩,由剑桥大学的丹尼尔·菲尔德团队于2020年描述并发表。这两件化石都属于现生鸡、鸭所在的类群,因此稳稳地嵌在现生鸟类的演化树中。

维加鸟与阿斯忒里亚鸟,正是成功直面小行星撞击的鸟类代表,它们体型小巧、角质喙取代了牙齿、在水中或水域附近生活。研究发现,它们的骨骼缺少生长环,这说明这些鸟类生长速度快,出生后不到年就已经成年了。维加鸟的化石保存得为完整,所以我们还可以知道,它的飞行能力很强,拥有宽大的翅膀与发达有力的胸肌。此外,胸腔内还发现了石化的鸣管——这是鸟类的发声器官,说明它们能发出鸣叫声。白垩纪的南比现在温暖得多,但即使如此,维加鸟也能够忍耐纬度地区的夜寒冬。因此,从各个面来看,地球上早的冠群鸟类确实都很特殊。

局赢

那么,究竟是哪些特殊因素,让这些具喙、生长迅速的水鸟躲过了大灭的浩劫?近,加拿大多伦多大学的德里克·拉森和同事提出了两项关键原因:栖息地与食。这很大程度上决定了生物在白垩纪末期的命运。

小行星撞击的影响遍及全球,但没有哪个生态系统比森林遭受的击惨重。撞击瞬间,先是撞击点附近的森林遭受冲击波的破坏,随后,全球的森林都受到了野火和酸雨的影响,这会持续数天,甚至数周。即便侥幸逃过了这系列劫难,树木也会因缺少光照,法进行光作用而逐渐枯死。化石记录中保存了场真菌泛滥事件,也印证了森林曾经大规模死亡。等到阳光重新照耀地面,森林生态系统可能又花了数百年才重新生长起来。

因此,所有依赖树木生存的动物都会陷入境,它们的栖息地、繁殖地与食物来源消失。许多白垩纪鸟类,尤其是长尾的原始鸟类,大多特化为树栖生活。而维加鸟、阿斯忒里亚鸟及其他早期冠群鸟类则生活在水域附近或是陆地上。它们的园虽然也遭受了破坏,却没有被毁灭。

漫长寒冬降临,依赖植物光作用的生态系统崩溃。植物枯死,植食动物会先因为缺少食物饿死,肉食动物也会相继死去,整个食物链从底层向上崩溃。然而,还有种可以利用的植物资源:种子。

大部分植物会在短时间内迅速死亡,以叶片、茎、嫩芽、果实等部位为食的动物会难逃厄运,但种子截然不同。在现代的自然灾害后,种子还能在土壤中保存数十年,这让生态系统在野火或火山爆发后可以快速复苏。冠群鸟类拥有锐的喙,像胡桃夹子样灵活,擅长取食种子。而其他多数生物,包括有牙齿的原始鸟类,都法利用这资源。

把所有线索拼凑起来,白垩纪末期的幸存者,就像场混乱局中的赢。每个物种都手持固定的坐在桌前:栖息地、食物来源、生长模式与行为习。局的规则简单而残酷:灾难降临时,你手中握着什么?如果生长缓慢、法挖洞建造庇护所、营树栖生活,或需要大量食物(尤其是植物),那么游戏结束。包括带羽毛恐龙在内的非鸟类恐龙虽然已经统地球近1.5亿年,依然陷入了这样的境。但如果生长迅速、能建造庇护所或飞离灾难中心,生活在地面或水中,甚至能以种子为食,能大幅提升胜率。冠群鸟类恰好抓住机遇,赢得了游戏,成功逃脱了灭的命运。

劫后世界

直到撞击后的某天,烟尘散尽,阳光再次普照大地,生态系统开始恢复。寒冬逝去,万物复苏。种子发芽长成大树,树聚集成森林,终再度形成复杂多样的生态系统。短短几千年后,地球重获生机,清脆的鸟鸣回荡在新生的世界。

在新墨西哥州,古近纪的泥岩覆盖在富含恐龙骨骼的白垩纪地层上,这些泥岩形成于河岸或沼泽环境。古近纪地层同样富含化石,但不再是霸龙匕般的牙齿,或蜥脚类恐龙的巨大脊椎,而是哺动物的牙齿与颌骨。小行星撞击时,我们毛茸茸的祖先也握着胜利的面:它们体型小巧、穴居、生长快速,而且能以几乎任何东西为食。

在恐龙统的1.5亿年里,哺动物静静在阴影中蛰伏,体型几乎没有过猫。如今,它们的机会来了。小行星撞击仅百万年后,地球上便出现了和今天畜体型相当的哺动物,这些新生力量迅速填补了恐龙腾出的生态位。但它们并不孤单。

托马斯・威廉森是刚刚从新墨西哥州自然历史与科学博物馆退休的策展人,也是研究哺动物的。他的科研成就源于数十年入荒漠、注勘探的积累。在双胞胎儿子莱恩与泰勒年幼时,他便常带他们入荒原,边照看孩子,边搜寻化石。在次全搜寻化石时,10岁的泰勒苦寻数小时,感聊,便自离开去寻找响尾蛇,同样所获。他决定找个隐蔽的地上厕所,却被沙漠中裸露的、形状大小各异的化石绊倒。他兴奋的叫在空旷的峡谷中回荡,终传到了父亲耳中。威廉森随即带上铲子,挖出了好几大袋石头,带回博物馆筛选、分拣。在这些骨骼中,他发现了些不寻常的标本,这是些薄如纸片的中空骨骼。其中块像是好几节尾椎骨压缩在起,还有的腕骨。这些并不属于哺动物,而是鸟类的骨骼。

威廉森与两位同事——美国康涅狄格州格林威布鲁斯博物馆的丹尼尔・克赛普卡,和现就职于美国奥斯汀学院的托马斯・斯蒂德姆,将这件化石命名为拂晓小鼠鸟,这个名字来源于纳瓦霍语中“清晨的小鸟”,以此纪念世代居住在这片古近纪丛林中(如今已变为沙漠)的原住民。在小行星撞击仅数百万年后,拂晓小鼠鸟便回到了新生的森林树冠中。它们非常适应树冠环境,两个脚趾向后反转,便于抓握树枝,正是这特征说明它属于鼠鸟类。鼠鸟属于冠群鸟类,现存仅6个物种,生活在撒哈拉以南非洲地区。

在小行星撞击后仅数百万年,就能发现鼠鸟化石,这堪称意义重大。在鸟类的演化树上,鼠鸟出现得比较晚,这意味着当鼠鸟出现时,比它原始的冠群鸟类可能早已分化并遍布全球。如果古近纪地层中已出现鼠鸟化石,那么其他早分化的类群——如火烈鸟、鹰、鸠鸽、猫头鹰等——然也已经存在了。事实上,如果检视新、完整的鸟类演化树,例如,2024年浙江大学张国捷和哥本哈根大学约瑟芬・史蒂勒团队依据数百种鸟类全基因组构建的新完整鸟类谱系,就会发现,现生鸟类的主要类群,恰好都是在白垩纪末期大灭之后快速演化出现的。

随着撞击事件的影响远去,恐龙与古鸟类消失在历史长河中,哺动物成为新的竞争力量,那些战胜浩劫的小支鸟类得以自由蓬勃发展。它们尝试了全新的飞行式与食、拓展未知栖息地,奠定了现代鸟类的多样基础——现生鸟类已经过了1万种,数量约为哺类的两倍。

目前,鸟类的这段故事主要是通过现生鸟类的DNA与演化树测的。除了泰勒发现的小鼠鸟与少量星标本,我们尚未发现多古近纪的早期鸟类化石。这些鸟类体型较小、骨骼脆弱,很难形成化石保存下来。但如果我们的猜测正确,化石就藏在这些岩石中,等待着新代古生物学去发现。

(作者:史蒂夫·布鲁萨特,系英国丁堡大学古生物学)

(本版图文均由《环球科学》杂志社供稿)相关词条:铝皮保温施工     隔热条设备     钢绞线    玻璃棉卷毡    保温护角专用胶

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