「幽靈」始祖鳥——一個全新的物種

Zhao Chuang and PNSO

始祖鳥也許是世界上最著名的化石之一。由於羽毛保存完好，始祖鳥一直被認為是化石記錄中的第一隻鳥，常被視為「進化的標誌」。迄今為止，人們也只發現了屈指可數的幾個標本，這種難以捉摸更增添了始祖鳥化石的魅力。

○ 始祖鳥化石的Berlin標本，可以看到羽毛的痕迹。 | 圖片來源：H. Raab

但始祖鳥真的是第一隻鳥嗎？它真的能飛嗎？既然我們現在知道鳥類是恐龍的後裔，那麼始祖鳥真的只是另一種覆蓋著羽毛的小恐龍嗎？

我們有幸用世界上最強大的同步加速器之一來檢查始祖鳥的骨骼。同步加速器是一種粒子加速器，有點像X射線儀，但它比醫院裡的X射線要明亮一萬多億倍。這讓我們得以看見岩石的內部，發現以前從未見過的骨頭碎片。

而新的發現令人大吃一驚：這是一種全新的始祖鳥物種！

始祖鳥的發現史

1861年夏天，在達爾文的《物種起源》發表兩年後，人們在巴伐利亞的侏羅紀石灰岩中發現了第一塊始祖鳥化石。這似乎正是達爾文所預言的爬行動物和鳥類、特別是恐龍和鳥類之間的「缺失的一環」。

○ 始祖鳥的羽毛化石。 | 圖片來源：H. Raab

始祖鳥看起來確實像鳥，翅膀上有著精美的羽毛，還有扇形的尾巴。此外，它還有一個叉骨，就像你在烤雞中會發現的那種叉骨一樣。在當時，人們認為這兩種特徵都只出現在鳥類身上。但是始祖鳥也有一些爬行動物的特徵——長而多骨的尾巴、布滿鋒利牙齒的下頜。因此，始祖鳥似乎又介於鳥類和爬行類之間。

○ 始祖鳥化石的Eichst?tter標本。 | 圖片來源：H. Raab

1876年，第二個始祖鳥的標本出現了，但是總的說來，始祖鳥化石仍然難以捉摸。到目前為止我們一共只發現了12個相關標本，而且其中一個已經丟失，另外幾個還只是碎片。

○ 幾種始祖鳥化石標本的骨骼復原圖。 | 圖片來源：Jaime A. Headden

儘管我們對這種原始鳥類已經有超過150多年的研究，但有待我們發現的問題仍有很多。很多爭議都是圍繞始祖鳥能否飛行的問題展開的。

第8個被發現的標本是其中最不知名的一個。上世紀90年代初，在德國巴伐利亞州的小村莊戴廷（Daiting）附近的採石場上，一名私人收藏家發現了這塊始祖鳥化石。由於大家都認為這只不過是一塊常見的翼龍化石，因此這塊標本幾經轉手，最終被廉價出售給另一名私人收藏家。據傳，發現者在意識到這些標本原可以以數百萬美元的價格轉手後，從採石場頂部跳了下去。

○ 第8個始祖鳥化石標本，也叫戴廷標本、「幽靈」。 | 圖片來源：John Nudds

第8個標本的新主人或許感到有些內疚，因而對他的收購高度保密，直到1996年，德國的班貝格自然博物館短暫地展出了這個標本的模型後，科學界才知道了它的存在，它也因此得名「幽靈」。然後，在2009年，同樣來自巴伐利亞州的「恐龍獵人」 Raimund Albersdorfer購買了這個標本，並在2011年將其提供給研究人員進行科學研究。

第8個化石標本沒有得到很好的保護，因此我們就給它起了個外號——「丑鳥」，因為在它死後，它的骨頭就斷開了，還被混在一起壓碎了。它身體的下半部分已經完全不見了。我們將它帶到了歐洲同步輻射光源（ESRF），在那裡，他們能夠對骨骼進行虛擬解剖，並將已在一億五千萬年前死亡時折斷的動物骨頭碎片重新拼湊起來。

○ 「丑鳥」。 | 圖片來源：H. Raab

之前，所有的始祖鳥標本都被歸為一個物種，即印石板始祖鳥（Archaeopteryx lithographica），但是，這次研究的物種似乎有所不同。此外，其他樣本都來源於著名的索倫霍芬構造，而這個新樣本是從不同的岩石記錄層——默爾恩斯海姆構造中採集來的， 該地層位於索倫霍芬地層之上，被認為比後者年輕50萬年。

更接近鳥類的新物種

我們首先注意到，這個樣本的頭蓋骨是融合在一起的。繼而我們又發現，在叉骨有一個球狀延伸，這是現代鳥類身上強壯有力的飛行肌肉的附著物。在之前的始祖鳥化石樣本中，沒有發現這兩種特徵中的任何一個。胸帶的一塊骨頭（稱為鳥喙骨）上的一個擴大的開口表明，一條很大的神經穿過了這塊骨頭，這再次表明，這個物種有著更強壯有力的翅膀。

但最讓我們驚喜的是，我們注意到標本的腕骨是融合在一起的——這是現代鳥類的另一個特徵，被稱為腕掌骨（carpo-metacarpus，掌骨和腕骨的融合結構，是大多數鳥類身上的小的骨結構）。這提供了一個剛性結構，可以讓翅膀產生強大的向下煽動的力量。

○ 同步加速器掃描有助於揭示化石的特徵。| 圖片來源：Paul Tafforeau/ESRF

相反，印石板始祖鳥擁有的是與恐龍祖先那樣靈活的腕骨。很明顯，這個標本顯示了許多現代鳥類的特徵，這些特徵在之前那些「無力飛行」的印石板始祖鳥身上是看不到的。

也就是說，我們發現了一個科學上的新物種，並以將標本從默默無聞中拯救出來的主人的名字將其命名為——Archaeopteryx albersdoerferi。

當某個缺失的關聯被發現時，就會額外產生兩個缺失的關聯：一個在它之前，一個在它之後。對於始祖鳥，出現於之前的物種在1996年的中國被發現，並被描述成有羽毛的恐龍；而出現於之後的就是此次研究中的新物種。這證實了始祖鳥是第一種鳥類，而不僅僅是一些研究人員認為的有羽毛的獸腳亞目恐龍之一。此次研究將始祖鳥放回第一種鳥類的位置。

文：John Nudds（曼徹斯特大學古生物學高級講師）

原文標題為「How we discovered a new species of the 『missing link』 between dinosaurs and birds」，首發於2018年10月25日的The Conversation。原文鏈接：https://theconversation.com/how-we-discovered-a-new-species-of-the-missing-link-between-dinosaurs-and-birds-102363。中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。

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