華麗羽王龍-帶羽毛的超級(jí)恐龍帝王暴龍

1、“華麗羽王龍”:帶羽毛的超級(jí)恐羞王暴龍家族譜系本月初，中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所 的徐星研究員及其團(tuán)隊(duì)的論文中國(guó)發(fā)現(xiàn)迄今體型最大的帶羽 毛恐龍化石在英國(guó)自然雜志上刊發(fā)?！叭A麗羽王龍”的 發(fā)現(xiàn)，使得帶羽毛恐龍的體積上限達(dá)到了過去沒有想到的程 度，這顛覆了恐龍?jiān)诖笮突^程中羽毛會(huì)逐步退化的觀點(diǎn)?；瘉碜匀豢铸?，一只成年的和兩只幼年的?！懊恐坏?具體年齡目前沒有確定，體形最大的成年恐龍與體形最小的幼 年恐龍相差8歲?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)成員王爍告訴本刊記者，“最大 的這只體長(zhǎng)大約9米，體重1.4噸。這之前，我們?cè)谶|西熱河 生物群發(fā)現(xiàn)的最大個(gè)體的帶羽毛恐龍是意外北票龍，體重 僅有華麗羽王龍的1/40。

2、”“華麗羽王龍”的意思是長(zhǎng)有華麗羽毛的暴龍?！狈Q之為 '華麗羽暴龍也沒問題，我喜歡叫它華麗羽王龍，更好 聽，也更有中國(guó)味兒?！毙煨钦f。恐龍有兩大類群，蜥臀目和鳥臀目，其中蜥臀目又分為蜥 腳類和獸腳類。暴龍屬于獸腳類，它們可能是有記錄以來地球 上生存過的最大型的肉食性恐龍。暴龍擁有龐大的身形，粗壯 的后肢和有力的下顆，有快速奔跑能力，因而占據(jù)著食物鏈的 頂端。霸王龍是廣為熟知的家族成員，身長(zhǎng)約 13米，生長(zhǎng)于白 堊紀(jì)末期。而“華麗羽王龍”生長(zhǎng)在早白堊紀(jì)。從時(shí)間順序 上，可以將“華麗羽王龍”簡(jiǎn)單理解為霸王龍的祖先?！叭A麗 羽王龍”的化石出自我國(guó)遼寧省，而霸王龍則主要生長(zhǎng)在北美 地區(qū)。“華麗

3、羽王龍”的“長(zhǎng)相”有許多特征，例如，它的頭 頂有低矮的“冠子”一一包含著瘤狀結(jié)構(gòu)的脊?fàn)钗?，它的鼻?形狀比較狹長(zhǎng)等。在暴龍家族中，“華麗羽王龍”并不是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)有羽 毛的。自然雜志早在2004年，就發(fā)表過發(fā)現(xiàn)并研究“帝 龍”的論文。徐星對(duì)其羽毛的描述是：“下頜和尾巴尖端周邊 發(fā)現(xiàn)有纖維構(gòu)造物，尾骨化石上的羽毛長(zhǎng)約2厘米?！迸c“帝龍” 一樣，“華麗羽王龍”化石可以作為鳥類由恐龍進(jìn)化而來 的有力佐證。大型恐龍長(zhǎng)羽毛，顯然與傳統(tǒng)印象中恐龍遍體鱗片的冷血 動(dòng)物形象相悖。那么體形最大的食肉恐龍霸王龍到底有沒有羽 毛呢？ “問題就在這兒，目前只有有限的證據(jù)表明霸王龍?bào)w表 是鱗片，而非羽毛?！毙煨歉嬖V本刊

4、記者，“并且只在霸王龍 的腳部和臀部發(fā)現(xiàn)了鱗片，至于其他部位則缺乏直接證據(jù)?！睋?jù)徐星介紹，這次“華麗羽王龍”化石的發(fā)現(xiàn)可以得出的 結(jié)論是：“在食肉恐龍中，羽毛的分布可能相當(dāng)廣泛?！彼_列了中華龍鳥、意外北票龍、千禧中國(guó)鳥龍、尾羽龍、原始祖 鳥、小盜龍、義縣龍、帝龍、近鳥龍、曉廷龍等已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng) 有羽毛的食肉恐龍?？铸垶槭裁撮L(zhǎng)毛“華麗羽王龍”的羽毛長(zhǎng)得什么樣子呢？徐星告訴本刊記 者：“非常原始的羽毛，可以用小雞的絨毛來形容?！边@個(gè)說 法強(qiáng)調(diào)的是，從功能上講，其羽毛像小雞絨毛一樣起到保溫的 作用。實(shí)際上，“華麗羽王龍”的羽毛又長(zhǎng)又硬，平均長(zhǎng)度 1516厘米，這在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的帶羽毛恐龍中算得上最長(zhǎng)的之

5、 一。這次發(fā)現(xiàn)的羽毛主要在成年那只“華麗羽王龍”的尾巴 上，較小一只的腿部和臀部，還有最小那只的脖子和前臂部 分。其中，最小那只“華麗羽王龍”的羽毛印痕最為明顯。一走進(jìn)徐星的辦公室，本刊記者就注意到放在桌子上的 “華麗羽王龍”化石標(biāo)本，可以明顯地看到一根一根的羽毛， 條理清晰，非常密實(shí)。“這是絲狀結(jié)構(gòu)的羽毛?！蓖鯛q介紹說，鳥類的羽毛一般 分成兩大類，絨羽與片羽，類似于小雞絨毛這種的就是絨羽； 而片羽則是有羽軸的，例如孔雀的尾羽?！叭A麗羽王龍”的羽 毛并不像鴿子等鳥類的羽毛。鴿子的羽毛屬于飛羽，中間有一 個(gè)羽軸，兩邊是羽片，而且兩邊的羽毛并不對(duì)稱，羽軸的一側(cè) 非常窄，而另外一側(cè)非常寬，這種不等稱

6、的羽毛具有空氣動(dòng)力 學(xué)的特性，只有這樣的羽毛才能適合飛翔。徐星認(rèn)為，早白堊紀(jì)比霸王龍生長(zhǎng)的晚白堊紀(jì)溫度要低10攝氏度左右，“保溫”的解釋順理成章。中科院之前對(duì)鸚鵡嘴 龍等恐龍做過牙釉質(zhì)中碳氧同位素檢測(cè)的研究，推斷出遼西地 區(qū)在早白堊紀(jì)時(shí)的溫度與現(xiàn)在遼寧地區(qū)的溫度差不多，最熱不 超過20攝氏度。除了遼西，在日本和我國(guó)甘肅、廣西等地的類 似研究也證明了當(dāng)時(shí)亞洲地區(qū)的溫度較低。徐星認(rèn)為，“華麗羽王龍”的發(fā)現(xiàn)，加深了古生物學(xué)界對(duì) 恐龍羽毛衍化復(fù)雜性的認(rèn)識(shí)。過去，普遍觀點(diǎn)認(rèn)為，動(dòng)物在大型化的過程中羽毛逐步退 化。以象為例，小象的身體表面長(zhǎng)著軟毛，而成年的大象沒有 長(zhǎng)毛。熱交換與表面積有關(guān)，熱量的產(chǎn)生與體

7、積有關(guān)，而表面 積與體長(zhǎng)是二次方的關(guān)系，體積與體長(zhǎng)是三次方的關(guān)系。隨著 大象的成長(zhǎng)，自身能夠產(chǎn)生的熱量足夠多，相對(duì)散熱面積變 少，所以并不需要羽毛。按照該觀點(diǎn)，像“華麗羽王龍”這樣 體長(zhǎng)9米的大型恐龍，相對(duì)散熱面積足夠少，羽毛對(duì)于它而言 完全沒有存在的必要，更何況傳統(tǒng)上認(rèn)為恐龍是冷血?jiǎng)游?。但現(xiàn)在看來，恐龍大型化將導(dǎo)致羽毛退化的觀點(diǎn)并不全然 正確。能夠解釋“華麗羽王龍”帶羽毛的原因有兩個(gè)：第一， 恐龍的生理結(jié)構(gòu)和新陳代謝方式與現(xiàn)在的動(dòng)物差異明顯，也就 是說，即便大型恐龍長(zhǎng)有很厚的羽毛，產(chǎn)生的熱量也不會(huì)擾亂其生命體征；第二，帶羽毛恐龍生存環(huán)境的溫度較低，目前這 種觀點(diǎn)具有一定的證據(jù)支撐。至于氣候條

8、件與身體大小，哪一種因素對(duì)羽毛的衍化具有 決定性作用，則是目前的難題。前者的例子比如電影冰河世 紀(jì)里的猛狎象曼尼，還有同時(shí)期的披毛犀、愛爾蘭麋鹿等； 后者比如非洲草原上的鹿、狼、土狗等，雖然溫度高，仍然需 要厚厚的毛皮?！坝泻芏喾N可能性存在，限于化石材料的局 限，目前還無(wú)法確定。”徐星說。團(tuán)隊(duì)成員與研究流程如果把震驚世界的“華麗羽王龍”化石看做“明星”，那 么徐星及其團(tuán)隊(duì)無(wú)疑是它的“經(jīng)紀(jì)工作室”。這個(gè)科研團(tuán)隊(duì)有 明確分工，照相、繪圖、形態(tài)學(xué)描述、電子顯微鏡觀察，各司 其職，他們的研究由國(guó)家自然科學(xué)基金會(huì)和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究 發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目共同資助。徐星告訴本刊記者，2009年10月，他第一次見到“

9、華麗 羽王龍”化石是在山東諸城恐龍博物館，一大一小兩只恐龍的 骨骼，在巖石板上連在一起。2010年初，他又在內(nèi)蒙古二連洛 特博物館見到了另一只幼年恐龍的化石。這三只恐龍化石均發(fā) 掘于遼寧省朝陽(yáng)市下轄的北票市巴圖營(yíng)子?；蘩砑紟熡酀虮究浾咧v述了使用石膏和麻布條在 野外采集化石的方法。野外的化石由于長(zhǎng)期暴露風(fēng)化可能導(dǎo)致材質(zhì)疏松，不容易被完整取出，所以把化石包在定型的石膏殼 內(nèi)，就不用擔(dān)心化石會(huì)被磕碰、損壞，也方便運(yùn)輸。他拿到“華麗羽王龍”的“皮勞克”（“皮勞克” 一詞是 俄語(yǔ)的音譯，意思就是“石膏殼”）后，先用電鋸把厚厚一層 的石膏切開，這時(shí)看到的化石與在野外發(fā)現(xiàn)時(shí)沒有什么分別， 化石骨頭還

10、沒有從巖石中暴露出來。再用刷子、剔針、風(fēng)刻筆 等工具進(jìn)行精細(xì)的修理，根據(jù)骨頭的輪廓，把周圍的土石一點(diǎn) 點(diǎn)掃開、剃開?！鞍驼拼蟮牡貎?，得剔七八天。”攝影師臧海 龍?jiān)谝慌匝a(bǔ)充說，“精細(xì)的地方要用顯微鏡，拿 1/10毫米的剔 針慢慢磨?！本瓦@樣，20塊左右?guī)r石板的篩選和修理做了快兩 年。2011 年9月，修理完成后，臧海龍開始對(duì)標(biāo)本拍照?！颁?在地上大約有10米多的長(zhǎng)度，借了個(gè)搖臂，從高處用俯視角度 拍?！弊匀浑s志上發(fā)表的頭骨復(fù)原圖和化石整體圖都是在 上千張拍好的照片中，考慮光線、分辨率等因素精心挑選出 來，再經(jīng)過后期處理的。論文于2011年11月26日投稿，今年4月5日刊登。接下 來的工作是確定“

11、華麗羽王龍”羽毛的顏色。徐星說：“化石 上的顏色并不是羽毛的原本色彩。因?yàn)樯伢w在幾億年的時(shí)間 里并不會(huì)發(fā)生明顯的改變，所以通過觀察化石中的色素體，再 對(duì)比數(shù)據(jù)庫(kù)，就可以得到答案?！惫派锘笆サ亍薄叭A麗羽王龍”化石誕生于遼西熱河生物群。這里的化石除了保存有骨骼信息，還保留著羽毛印痕、皮 膚印痕等軟體組織信息，這在世界上是非常罕見的。能夠保存 軟體組織信息的地區(qū)在世界上鳳毛麟角，除了我國(guó)的遼西，還 有德國(guó)巴伐利亞州的索倫霍芬。但是，索倫霍芬發(fā)掘出來的化 石總數(shù)和帶有羽毛的恐龍化石標(biāo)本數(shù)量都要比遼西少得多。因此，古生物保護(hù)專家、遼西化石新聞大視野的作者張萬(wàn)連稱遼西熱河生物群”在世界上是獨(dú)一無(wú)二

12、的”。他告訴本 刊記者：“世界上其他地區(qū)不一定沒有帶羽毛恐龍生活過，只 不過沒有機(jī)會(huì)形成保存這么完好的化石?！泵绹?guó)恐龍與古鳥類 學(xué)家奧斯德姆也曾評(píng)價(jià)遼西：“世界上沒有其他地方在如此關(guān) 鍵的時(shí)間，保存如此完好的、如此多的化石群落?！睋?jù)中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的張凡考證，1928年美國(guó)地質(zhì)學(xué)家葛利普提出了熱河動(dòng)物群(JeholFauna )的名 稱，“Jehol”為熱河的韋氏音標(biāo)，該地區(qū)屬于當(dāng)時(shí)熱河省的東 部地區(qū)，即現(xiàn)在遼寧省的西部。1962年，我國(guó)古生物學(xué)家顧知 微正式提出熱河生物群(JeholBiota )的說法。張萬(wàn)連向本刊記者介紹，在 1億多年前的早白堊紀(jì)，遼西 地區(qū)的氣候與現(xiàn)在相仿

13、。有兩個(gè)主要因素使得這里古生物的保 存完好得仿佛時(shí)間凝固一般：一是到處是水，湖泊遍地；二是受太平洋板塊活動(dòng)的影響，火山噴發(fā)頻繁。當(dāng)時(shí)，在地表50米范圍內(nèi)，因火山噴發(fā)產(chǎn)生的有毒氣體彌漫，岸邊的恐龍、空中的鳥類、水中的魚類隨時(shí)可能出現(xiàn)集體死亡；同時(shí)，大量的火 山灰沉降到水里，灰遇到水，變成泥，把古生物壓在水底，迅 速掩埋。由于火山灰沉積得很厚，水中也是缺氧的環(huán)境，所以 還沒有等尸體腐爛，石化的過程就完成了。火山灰顆粒細(xì)膩， 而且把動(dòng)物尸體壓得比較密實(shí)，軟體組織信息等生物細(xì)節(jié)得以 保存下來。張萬(wàn)連向本刊記者描述：“很多化石還保存了動(dòng)物'最后的晚餐的食物殘跡，保存了酣睡中的鳥類，這些化石 向世人展示著早白堊紀(jì)時(shí)期生物界的奇妙圖景。”遼西熱河生 物群也因此被稱為“史前的龐貝城”?！霸瓉砜茖W(xué)家在復(fù)原恐龍的時(shí)候，具體表全部覆蓋著鱗 片，但現(xiàn)在，大多數(shù)的食肉恐龍都畫有羽毛，這一轉(zhuǎn)變要?dú)w功 于遼西的化石?！毙煨钦f。止匕外，英國(guó)自然雜志高級(jí)編輯 紀(jì)恒瑞2010年曾高度評(píng)價(jià)遼西對(duì)于古生物學(xué)界的重要價(jià)值：“隨著不同形態(tài)羽毛恐龍化石在遼西地區(qū)被發(fā)現(xiàn)，鳥類起源于恐龍的學(xué)說已經(jīng)沒有爭(zhēng)論了?！?996 年，中華龍鳥成為在遼西發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)長(zhǎng)“毛”的恐 龍。1998年，研究者發(fā)現(xiàn)千禧中國(guó)鳥龍身上的細(xì)絲狀皮膚衍生物具有分叉結(jié)構(gòu)