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鸟类是飞上蓝天的恐龙
公元1868年，中国农历的龙年，英国古生物学家托马斯·亨利·赫胥黎（Thomas Henry Huxley）提出了一个震惊当时科学界的假说——鸟类源自恐龙的进化。虽然这一观点在今天已被广泛接受，甚至成为小学生的常识，但在当时，它引发了巨大的争议。恐龙，那些史前的“撼地巨人”，与今日天空中翱翔的“飞羽精灵”——鸟类，看似毫无联系。究竟是什么证据将这两者紧密相连？这种联系的确立又经历了怎样的科学验证呢？
美颌龙
在赫胥黎生活的时代，工业革命已全面展开，现代自然科学各学科也纷纷确立，在生命科学领域也迎来了革命性的突破。这一突破的领军人物之一查尔斯·罗伯特·达尔文（Charles Robert Darwin），他在1859年出版的《物种起源》一书中提出物种是可变的，现存的各种生命形式都是古老物种经历了漫长的进化历程而来的。进化的动力在于自然选择和物种间的竞争。这意味着如果两个物种之间存在近化关系，应能找到它们之间的过渡物种。
作为达尔文的坚定支持者，赫胥黎致力于搜集支持进化论的证据。他的兴趣被1861年在德国巴伐利亚州索林霍芬采石场石灰岩层中出土的一件被称为伦敦标本的始祖鸟化石（BMNH 37001；London specimen）所激发。在1867年的一份报告中，赫胥黎确立了鸟类和爬行动物之间的进化关系，列出了鸟类和爬行动物共有的14个解剖特征，这些特征在哺乳动物中并不存在。
热河生物群——带有鸟类起源密码的化石宝库
热河生物群的诞生和发展可以追溯到距今1.31亿～1.2亿年，在地质历史上属于白垩纪早期。我国辽西地区在当时曾是古树参天、丛林密布，河流湖泊星罗棋布的自然环境，那里的生物类群繁盛而兴旺，展现出了与现今世界截然不同的地貌环境。由于火山爆发等地质作用使大量的远古生命被封存在一层层的页岩或砂岩之中。
在1988年这个龙年，也就是赫胥黎提出鸟类恐龙起源说整整120年后，我国第一块完整的中生代鸟类化石标本——三塔中国鸟（Sinornis santensis）就现身了。三塔中国鸟的发现犹如拉开了辽西化石大发现的序幕。
8年后，在热河生物群中发现的另一种“鸟”化石震撼了整个古生物学界。这种化石的最大特点是其拥有原始的羽毛，类似于现代鸟类的绒羽。然而，从骨骼特征来看，这种生物几乎完全呈现出典型的兽脚类恐龙的形态。因此，尽管最初被认为是鸟类并命名为原始中华龙鸟（Sinosauropteryx prima），最终它被确认为一种小型兽脚类恐龙，属于美颌龙科。这是世界上首次发现的带羽毛恐龙化石，被科学界公认为恐龙和鸟类之间的过渡物种。此项发现后，中国辽西地区又陆续出土了多种带羽毛的恐龙化石，如顾氏小盗龙、孔子天宇龙、赫氏近鸟龙等，这些化石进一步强化了鸟类与恐龙之间的联系。
与此同时，更多的古鸟类也和带毛恐龙一起出土，包括大名鼎鼎的孔子鸟、热河鸟、长翼鸟，它们将鸟类的演化路径和演化中的重要事件展示在世人面前。
厘清三大演化问题
像昔日撼地巨人如何“变成”今天飞羽精灵？这其实要从三大演化问题谈起：一是恐龙是如何“长出”羽毛，变成鸟的模样的；二是恐龙如何飞上蓝天的；三是鸟类出现后如何进化成现代鸟类的。这一切都要以化石研究为基础。
关于恐龙如何“长出”羽毛，目前勾勒出的一条主线就是鳞片特化成针状的原始羽毛，之后又长出羽枝和羽小枝，最后发展成为先进形态的羽毛。这些不同形态的羽毛演化阶段在化石上也有所体现。原始中华龙鸟的“羽毛”只是很短的纤维状皮肤衍生物。胡氏耀龙的尾部保存了四根长羽毛，每根长羽毛由一根中央的轴和羽片组成。
千禧中国鸟龙全身布满羽毛且前肢的羽毛能形成翅膀，身上的羽毛有两种类型：第一种类型主要分布在身体表面，呈现丝状的形态，羽毛在根部集合成簇，与现代鸟类的绒羽相似；第二种类型主要分布在前肢，呈现的形态是羽轴两侧分布着一系列的羽枝，使得外观上与现代鸟类翅膀上的羽毛相似，但在进一步的显微结构上仍有差异，其缺乏飞鸟羽毛的羽小枝和羽小钩。
原始中华龙鸟 赵洪山摄影
关于恐龙如何飞上蓝天的，目前有奔跑起源说和树栖说两种观点。一些带毛恐龙，如原始祖鸟和尾羽龙类具有强壮的后肢，其奔跑能力很强，因此有科学家认为一些小型兽脚类恐龙在快速奔跑中获得上升的动力，借助羽毛开启了蓝天之旅，就像现代飞机起飞前要在跑道上滑翔一样。另一些带毛恐龙，如小盗龙有四个翅，其爪子具有很强的抓握能力，因此推断它们会爬到树上，在树枝间跳跃，滑翔，最终获得飞行的能力。
当恐龙的一支进化成鸟类后，也开启了不同的继续进化的历程。近30年来，热河生物群中不断发现的鸟类化石新属种犹如一本不断增加着的古鸟类花名册，向人们讲述着早期鸟类演化的精彩篇章。热河生物群中的古鸟类在1亿年前的白垩纪已是一个包含了三大演化支系的大家族。这三大演化支系包括基干鸟类、反鸟类和今鸟型类。
杜氏孔子鸟 赵洪山摄影
基干鸟类的骨骼形态与小型兽脚类恐龙十分相似，它们中的一些种类还长着一条长长的尾巴，这一类群代表了鸟类演化树上最原始的分支类型，热河生物群中的原始基干鸟类多数属于地栖类型，但通过对骨骼的形态学和羽毛的细微结构研究发现，具有尾综骨的基干鸟类（如圣贤孔子鸟）已经具有了一定的飞行能力。
反鸟类虽然保留了很多爬行动物的特征，不过它们的骨骼发生了一系列重要演变，朝着真正的鸟类迈出了一大步。这些演变包括翅膀上的翼指变短，翅膀骨骼比例和肩部结构朝着更利于飞行的方向发生着变化；尾部末端已经退化成了一节尾综骨；胸骨也发育得十分进步；有些物种还长有比较发达的龙骨突。这些特性表明相对于基干鸟类，它们在飞行能力上更胜一筹，它们与现生鸟类具有更近的亲缘关系。
今鸟型类是热河生物群最为进步的一个古鸟类群。热河生物群中的今鸟型类在骨骼形态上已具有现代鸟类的明显特征；虽然口中仍长有牙齿，但牙齿的尺寸已经退化得很小；它们具有强有力的、发育有龙骨突的胸骨，为增大的飞行肌肉提供力量支撑。
赫氏近鸟龙
总之，恐龙如何变成今天的鸟，我们可以拍成一部三集的电视剧。第一集讲述的是恐龙变成鸟的模样，也就是在环境以及自身基因突变等情况下产生了羽毛；第二集就是带有羽毛的小恐龙可能在奔跑中或者在树枝间跳跃获得上升动力，最终飞上蓝天；第三集是古鸟家族先后分出了三大支系：基干鸟类、反鸟类和今鸟类，最终今鸟中的一支演化出今天的飞羽精灵。
时光荏苒，又迎来了一个新的龙年，距离赫胥黎提出了鸟类起源说已经过去了13个生肖轮回。今天人类对于史前世界的探索程度相比赫胥黎时代不知前进了多少倍，但是我们不应忘记这位先贤做出的科学贡献。2009年，我国学者曾把辽西建昌发现的一种带羽毛恐龙命名为赫氏近鸟龙，就是对赫胥黎的纪念。
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国家自然博物馆整体提升研究型博物馆建设项目
——中生代以来重要生物类群演化和京津冀相关区域异质生境中的生物多样性研究
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