淑綺提出「火雞是恐龍後代」的問題,引起諸位網友熱烈討論,果然是理未易明,再加上隔行隔山,就算我等生物學出身者,對於考古學、古生物學,以及新興的演化發生生物學(evolutionary developmental biology, evo-devo)也未必有足夠的了解。為此我做了點功課,寫下幾點心得,權當留個紀錄。如有錯誤,還望行家指正。
以往對鳥類的定義,是溫血(恆溫)、體表帶有羽毛、能飛翔的脊椎動物,由其最近的共祖「始祖鳥」(Archaeopteryx, 約出現於一億四千八百萬年前侏儸紀後期,與恐龍並存)繁衍演化而成。然而,近年來在中國遼寧省出土了大批古代鳥類,以及獸足類恐龍化石,發現許多恐龍皮膚表面也帶有各種羽毛的構造,因此得出結論:羽毛是在陸生恐龍身上演化出來的構造,比鳥類出現的時間還早;羽毛的原始功能可能是禦寒(防止體熱散失),而不是為了飛翔。
羽毛同一般的毛髮一樣,是表皮組織的衍生產物,但比毛髮複雜得多;同時羽毛的發生還有許多不同階段,從長出一根中空的管子(羽軸),到開始分出羽枝、羽小枝,以及羽小枝上頭的鉤結,至少有五個階段。目前的恐龍化石,也提供了帶有不同發生階段羽毛的證據,從階段一的中華龍鳥,到階段二的鳥龍,階段三的北票龍,階段四的竊蛋龍,以及階段五的小盜龍、奔龍和始祖鳥、孔子鳥等。
所以說,要準確定義鳥類變得愈形困難,因為牠們可能是不同種類的恐龍後代,雖然都帶有羽毛,卻不見得發展出飛翔的能力;好比不會飛的禽類動物,所在多有。由於火雞是美國人感恩節大餐的主食,所以拿「火雞是恐龍後代」做文章,也特別具有新聞性。
類似火雞大小的恐龍化石,有中國遼寧發現的鄒氏尾羽龍(Caudipteryx zoui)以及美國猶他州發現的巨型哈格里芬龍(Hagryphus giganteus)等。美國國家地理雜誌對後者有過報導(http://news.nationalgeographic.com/news/2006/04/0407_060407_dinosaur.html)。近日(4/29, 5/6),美國國家地理電視頻道還將播出「變形:從恐龍到火雞」(Morphed: From Dinosaur to Turkey)影片(http://channel.nationalgeographic.com/tv-schedule),想必國內也可以看到。
至於某些鳥類的飛翔能力如何發展得來,則是另一個問題。擁有發展成熟的羽毛是條件之一,體重不能太重是另一個,因此小型的迅猛龍可能是現代鳥類的祖先;其前肢大幅伸長且可自由伸縮的腕骨、掌骨與指骨,是鳥類翅膀的前身;平時可縮起貼近身體,攻擊時則可迅速伸出,發出向前及向下的一擊,類似鳥類飛翔時翅膀的動作。
至於鳥類的飛行能力,是由會爬樹的恐龍從樹上跳下時發展出來的,是另一個假說。但反對者說鳥類祖先爬樹的證據不足,況且大多數小型動物都會爬樹,卻不見得發展出飛行能力,是為反證。
總之,考古學與古生物學是辛苦的行業,需要在各種惡劣環境下長時間工作;不單進展緩慢,且結果也有太多猜測及難以驗證之處,非得有特別性向的人才能勝任,我等「懶人」只有在一旁靜觀發展。
參考資料:
- 普蘭(Prum, R. O.)& 布魯希(Brush, A. H.)(2003).〈牠是恐龍還是鳥?〉(Which came first, the feather or the bird?)《科學人》4月號 http://sa.ylib.com/read/readshow.asp?FDocNo=197&CL=19
- Padian, K. (2009). Birds. In M. Ruse & J. Travis (Eds.), Evolution: The First Four Billion Years (pp. 452-455). Cambridge, MA: Belknap Press of Harvard University Press