中國是世界上研究鳥類早期演化最好的地方

出品：中國科普博覽SELF格致論道講壇

6月8日，中加美等國的古生物學家宣布，發現了有史以來第一件琥珀中較為完整的雛鳥標本。此次發表的標本是一隻較為完好的反鳥類雛鳥，記載了其生命最初幾周的骨學和羽毛特徵。作為此次科學家研究團隊中的成員鄒晶梅，她是中科院最年輕的外籍研究員之一，在擁有全球最多恐龍和鳥類化石的中國，到底在做著怎樣的研究呢？在SELF講壇，鄒晶梅為我們一一揭秘。

以下內容為鄒晶梅演講實錄：

大家好，我叫晶梅。

鄒晶梅 古生物學家

中國科學院最年輕的外籍研究院之一

每個人的人生都是一場獨特的旅行，目的地並不是最重要的，沿途的風景才最值得我們享受，它讓我們的生命變得獨一無二讓這個世界變得豐富多彩。

我是一名古生物學家，我的研究對象是那些已經滅絕的動物所遺留下來的化石，大多數古生物學家從小就對恐龍感興趣，並立志從事古生物學研究，而我卻較晚才找到自己的興趣所在，今天我將和大家分享我的人生旅程，我是如何來到中國的。

說起來有點老生常談，但我不得不說，我媽媽是我最大的榜樣，我媽媽也是一名地質學家，她在香港長大，但祖籍在山東，在40歲的時候，她重返校園攻讀地質學的博士學位，當我自己攻讀博士學位的時候，我才意識到這簡直是件壯舉，尤其是她同時還要4個小孩需要撫養，而他最終也獲得了博士學位。我媽從小就十分熱愛地質學，她總是跟隨自己的內心做自己喜歡的事，這對我的人生影響十分深刻。

鄒晶梅與家人

雖然我在洛杉磯長大，但我們在家吃飯都會用筷子，並且每年都會過中秋節和春節，我從小就特別喜歡中華文化。2001年我們全家來到中國旅遊，這次旅途改變了我的一生，領我深深地愛上了中國。當時我就心想，我總有一天要來中國生活。

在我實現在中國生活的夢想之前，首選我要去讀大學，在那兒我遇到了一位很棒的老師，作為導師他工作特別認真，幫你尋找你的熱情所在，他是一位古生物學家，叫做Don Prothero，老實說，若不是他的熱情深深地影響了我，我可能現在就不是古生物學家了。

俗話說得好，選擇一份你熱愛的工作，它將變成一種享受，所以我選擇了研究古鳥類的演化，世界上目前已知的中生代鳥類化石超過一半發現於中國，使得中國是世界上研究鳥類早期演化最好的地方。這是生活在1.2億年前早白堊世九佛堂組的鳥類復原圖，是白堊紀目前已知分化最為強烈的含鳥類生物群，也是著名的熱河生物群中最早的一個階段。

Jiufotang Avifauna 九佛堂古鳥類

我最喜歡的化石鳥類是熱河鳥，它是熱河生物群中最原始的鳥類，它的原始之處在於手上長著三隻爪子，類似於類鳥恐龍，還長著長長的骨質尾巴，熱河鳥還有一些很有趣的特點，它長著細小的牙齒，並且在肚子的位置發現了種子，證明它是一種吃植物的鳥類，通過研究大量的熱河鳥標本，我們得以重建它的尾巴，得到一些非常有趣的信息，可以說熱河鳥長著兩個尾巴，一個靠近身體，另一個靠近末端，這兩束尾羽協同工作，於是我們推測，雖然這種鳥類非常原始，但它已經具有了相當的飛行能力。

Jeholornis 熱河鳥

熱河生物群中最常見的鳥類是孔子鳥，它是最早牙齒完全退化而有角質喙，同時末端尾椎癒合縮短成尾綜骨的鳥類，而這是現生鳥類所具有的特徵。關於孔子鳥的另一件有趣的事情是，他們其中的一些有著美麗的長長的尾羽，而有些卻明顯沒有，我們把它視為性別二態性的證據，所以我們認為孔子鳥和現生大部分鳥類一樣，雄性有加長的裝飾性尾羽，而雌性則沒有。

Confuciusornis 孔子鳥

早白堊世體型最大的鳥類是會鳥，會鳥具有很大的翅膀，也就是說翼展很寬，而它的手上僅有兩枚爪子，手部較短這一特徵也更加接近於現生鳥類，會鳥具有如此大的翅膀，卻是唯一沒有胸骨的白堊紀鳥類，而胸骨在現生鳥類中為飛行所需的大而有力的肌肉提供了必需的附著點，因此會鳥沒有胸骨，使得這種鳥類究竟能否有力地飛行依然存疑，儘管我們覺得它應該是能飛的。

Sapeornis 會鳥

鳥類是保存最為稀少的化石之一

那為什麼在中國能發現這麼多精美無比的鳥類化石呢？想要解答這個疑問，必了解化石是如何形成的，一塊化石的形成要求動物在死亡後屍體迅速地被掩埋而不被吃掉或破壞掉，熱河生物群代表了一種遠古的火山湖泊生態系統，湖泊為河流所滋養，河流具有很高的能量，進入湖泊的同時會帶入沉積物，當這些沉積物沉到河底，便喪失了能量沉澱下來，於是在湖泊的底部，河流帶來的沉積物持續沉積。

可以想像當一隻孔子鳥飛過湖泊上空，遭遇火山灰，因不敵毒氣落入湖中，開始時它也許會在水面上漂浮一段時間，最終將會沉入湖底，慢慢地被河流帶入湖泊中的沉積物掩埋起來，湖底為缺氧環境，所以幾乎沒有任何食腐生物能夠存活於此吃掉鳥的殘骸，鳥的屍體也得以完好保存。

Jehol Biota 熱河生物群

熱河生物群所在的湖泊系統存在於1.31億年到1.20億年前，持續了近1000萬年的時間，覆蓋面積相當龐大，它形成了大量的岩層可供探索，而我們目前還僅限於在表層開展工作。

鳥類化石非常罕見，大多數時候，古生物學家打開岩石都只能找到一些植物化石、昆蟲或者小型魚類，比如常見的狼鰭魚。因此在野外工作意味著，你可能會持續工作了幾個星期甚至一個月，每天在烈日下劈上十個小時的岩板，卻依然令人沮喪的一無所獲。上次我去野外挖化石，那是一次比較短的野外，五天里我什麼也沒找到，覺得有些氣餒，然而我仍然記得在那一天早上，我的合作導師周忠坐在我身邊隨手劈了劈岩板，就發現了一塊帶著羽毛的化石。當一塊化石在野外被發現時，它被圍岩所覆蓋，只有經過技藝高超的技師長時間的修理，才能清除掉這些圍岩，我們才能看到石頭下面的骨骼，發現精美的標本。

熱河生物群產出的化石另一個令人驚嘆之處在於，它常常保存有一些化石記錄中極少保存下來的生物結構，一些軟組織如羽毛、消化系統和身體其他部位。以燕鳥為例，在它的嗉囊也就是食道的一部分的位置，保存了兩條完整的魚，在砂囊中還保存了一些部分被消化的魚骨，同時還要一些羽毛印痕。

Soft TissuePreservation 軟組織保存

遺憾的是，我們至今依然無法破解出在化石形成過程中這些軟組織的如何保存下來的，我能告訴你這個過程異常複雜，每件化石都像一片雪花一樣，各有不同，在具有微小差別的環境中形成，即使是在同一塊化石上，不同的部分也代表著獨特的化學微環境，從而形成了不同的保存形式，所以這很難弄清楚。

我在研究過程中遇到過的最有趣的軟組織化石記錄是鳥類的生殖系統，在化石上尋找胃容物的痕迹時，意外地發現了成熟的卵泡，這是鳥類化石中生殖系統的首次發現，在這件化石上，一堆卵泡僅保存在身體的一側，這意味著，早期鳥類和現生鳥類一樣，只有一個卵巢。生殖系統的發現意義重大，它使得科學家確定這件化石標本的性別——它一定是只雌鳥，與此同時他沒有保存任何加長的尾羽，因此支持了僅有雄性才具有美麗的長尾羽這一假說。

我目前的研究工作是從儘可能多的角度來探索化石鳥類，比如持續關注保存有卵巢的新化石標本，研究恐龍和鳥類繁殖行為的起源，我還將運用骨組織學手段，研究早期鳥類的生長發育，根據保存有胃容物的標本，研究食性的分化，當然還有那些精美的羽毛。我們已經能夠知道這些滅絕鳥類羽毛的顏色，在現生鳥類中，不同顏色對應著不同形狀的色素體，因此我們可以通過將化石中色素體形狀與現生鳥類相匹配，鑒別出化石羽毛的顏色。

對於早期羽毛的顏色，目前有據可依的復原色僅有黑色、棕色、紅棕色和灰色，而這些都是基於色素體的顏色，那些鮮亮的顏色比如綠色和黃色都是結構色，在羽毛中以另一種形式形式，幾乎無法可視地保存下來。然而隨著古生物學家們的不斷努力、新技術的不斷發展，我相信在不久的將來我們就能夠觀測到結構色的存在。

我熱愛的不僅僅是古生物學，我不會勸每個人都去做古生物學家，我所熱愛的是科學本身，儘管聽起來有些矯情，但對我來說，發現一個不為人知的問題，然後成為第一個去解決它的人，從而擴展人類的知識邊界真實太酷了。當你學的東西越多，你就發現有更多要去學的東西，我常常向其他科學家問些問題，然後發現我們仍然有太多不懂的東西，在科學研究的每個領域都有許多有趣的問題等待著被解決，要學習的事物不斷更新，因此你不會覺得無聊，你會永遠覺得年輕。

科學是一個不斷擴展的世界，你有無數條路可以去尋找你的熱情所在，科學家們也並不無趣，照片上正在狂歡的都是古生物學家，這張照片拍攝於去年北美古脊椎動物學年會的結束之時，這是我們研究領域中最重要的會議，但在為期五天的會議的末尾之時，從老教授到年輕學生，每個人都從晚上跳舞到凌晨兩點，而我是當場的DJ。

我對我所從事的工作充滿著熱情，我希望你們也能夠找到你們的熱情所在。

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