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恐龙是如何进化成鸟的?

从1861年开始,古生物学家们陆续发现了迄今所知最古老的鸟类祖先始祖鸟的化石,并已证明始祖鸟和食肉的兽脚类恐龙有着最近的亲缘关系。化石显示,始祖鸟的手与现代鸟类大不相同,更接近于兽脚类恐龙,最明显的特征是它有着3个有尖锐爪子的手指,总体形态与小盗龙、鸟脚龙等恐龙的手部几乎一样;始祖鸟的第二脚趾有些特化,较为接近小盗龙等恐爪龙类的第二脚趾;它的颚骨向四方放射生长,有明显的兽脚类恐龙遗传特征。

恐龙骨骼的微观结构也显示了和鸟类的相似性。通过观察不同种类恐龙的骨骼切片,人们发现恐龙从总体上更接近鸟类,它们的生长速率明显快于大多数爬行动物。这种快速生长方式一般见于内温动物(即我们常说的热血动物),这指示恐龙有着和现代内温动物相似的生理特征。这种推测得到了其他证据的支持,比如,发现于中国辽西的寐龙化石显示,这种恐龙和鸟类一样,睡眠时会把嘴部藏于翅膀下面用于保温;一些蜥脚类恐龙牙齿的稳定同位素分析显示,这些恐龙具有稳定的体温,腕龙的体温约为38.2摄氏度,而圆顶龙则为35.7摄氏度。

庞大恐龙变成鸟类有一个关键的变化,就是身体一定要变小,否则我们难以想象一个几十吨重的恐龙怎么样飞向蓝天。

2014年,澳大利亚、英国和意大利等国的研究人员根据120种恐龙的1500多个解剖特征,构建复杂数学模型分析了恐龙在进化过程中的体型变化。分析结果显示,兽脚类恐龙当中的一支,它们的体型一代一代地缩小,在如此“瘦身”5000万年后终于进化成了鸟类——2.1亿年前其平均体重为163千克,当进化到始祖鸟时已经降至0.8千克。

鸟类飞翔靠的是翅膀。那么,恐龙是如何“长”出翅膀的呢?

此前,古生物学家在我国辽宁建昌发现了约1.6亿年前的近鸟龙化石。近鸟龙长而粗壮的前肢上长着飞羽,排列方式类似鸟类飞羽,这说明翅膀的雏形在至少1.6亿年前就在恐龙身上出现了。其他几种兽脚类恐龙,像小盗龙和似尾羽龙,都有着类似羽毛翅膀的结构。

今天除了鸟类,所有会飞的动物都有这样一个倾向:会把自己身体体表所有部分尽量扩展帮助飞行。比如蝙蝠,它的翼不光像鸟类一样在前肢上,也会延伸到后肢,科学家称之为四翼状态。只有鸟类用前肢飞行,用后肢奔跑或行走。这样的现象导致在一百多年前,有学者提出,鸟类最早也不是这么例外的,它的祖先可能也经历过这样的四翼状态。2003年发现的一些小盗龙化石支持了这一假说。

综合这些化石证据你会发现,恐龙变成鸟类可能经历了这样一个阶段,一些恐龙的身体逐渐变小,长得也越来越像鸟类:骨骼中空,身体轻盈;脑颅膨大,行动敏捷;前肢越来越长,能像鸟翼一样拍打;体表长出了美丽的羽毛,不再披着鳞片或鳞甲。它们中的一些种类可能为了躲避敌害或寻找食物而转移到树上生存。这些树栖的恐龙在树木之间跳跃、降落,慢慢具备了滑翔能力,并最终能够主动飞行。

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