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    侏羅紀天空“拼圖者”:中國發(fā)現(xiàn)古老化石 改寫鳥類演化歷史

    2025年02月24日10:16 | 來源:中國青年報
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    原標題:侏羅紀天空“拼圖者”

    福建省政和縣楊源鄉(xiāng),深山密林,一把地質(zhì)錘敲開了一塊灰褐色巖石。幾片細小的骨骼碎片從巖層中顯露。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員王敏屏住呼吸——這或許是他職業(yè)生涯中最重要的一刻。

    2023年11月11日,成了改寫鳥類演化史的開端。巖石中暴露的肩胛骨與烏喙骨,在古生物學家眼中如同密碼:它們分離的結(jié)構(gòu),是鳥類區(qū)別于恐龍的關(guān)鍵特征。王敏團隊和福建省地質(zhì)調(diào)查研究院團隊敏銳地捕捉到這些信息,王敏很興奮:“這應(yīng)該就是鳥類化石!”

    一年多后的2025年2月13日,這塊被命名為“政和八閩鳥”的化石登上國際學術(shù)期刊《自然》(Nature),宣告了一個震撼學界的發(fā)現(xiàn)——現(xiàn)代鳥類的體型結(jié)構(gòu),早在1.5億年前的侏羅紀晚期就已出現(xiàn)。這比此前認知提早近2000萬年,改寫了鳥類演化的歷史。

    “‘政和八閩鳥’是里程碑式的發(fā)現(xiàn),是自19世紀60年代初始祖鳥化石發(fā)現(xiàn)以來,最重要的鳥類化石。”英國愛丁堡大學古生物學家斯蒂芬·布魯薩特評價該成果。

    此刻,1.5億年前的侏羅紀天空,正在八閩大地的巖石中緩緩蘇醒。

    深山中的奇跡

    鳥類從恐龍演化而來已是學界共識,但其演化過程及重要節(jié)點,因化石證據(jù)稀缺而迷霧重重。

    發(fā)現(xiàn)于德國的始祖鳥,生活在約1.5億年前的侏羅紀晚期,曾被認為是最早的鳥類。不過始祖鳥的分類位置近期受到質(zhì)疑,部分研究認為始祖鳥更像是一個長著羽毛的恐龍,而非鳥類;包括近鳥龍類和擅攀鳥龍類也都曾被歸入鳥類,但這些假說都存有巨大爭議。

    一個重要爭議點在于,始祖鳥、近鳥龍類、擅攀鳥龍類這些“準鳥類”,仍具有和恐龍一樣的長尾骨,至少在體型上與鳥類大相徑庭。

    這些疑惑就像一朵烏云,籠罩在鳥類起源的節(jié)點上,困擾著演化生物學家。

    侏羅紀究竟有沒有確切的鳥類?

    “現(xiàn)在我們回答了這一問題。”古鳥類學家、中國科學院院士周忠和說。

    2021年起,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所和福建省地質(zhì)調(diào)查研究院組建聯(lián)合團隊,在福建省內(nèi)開展古生物和地層考察工作。

    “科研團隊在福建發(fā)現(xiàn)的‘政和八閩鳥’,僅比始祖鳥晚約兩三百萬年,但已展現(xiàn)出現(xiàn)代鳥類的身體構(gòu)型。”中國科學院院士、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所所長徐星表示,這對于研究鳥類的起源和早期演化的意義非常重大。

    2023年9月,科研團隊在福建省政和縣首次發(fā)現(xiàn)奇異福建龍恐龍化石,并命名“政和動物群”,為研究東亞晚中生代陸相生態(tài)系統(tǒng)的演化提供了全新窗口。

    兩個月后,團隊在“政和動物群”研究中發(fā)現(xiàn)確證了全球最古老的鳥類——“政和八閩鳥”。

    2023年11月11日清晨,福建政和縣楊源鄉(xiāng)籠罩在雨后薄霧中。

    科研團隊的帳篷里,飄出一股辛辣的火鍋香氣。前一天的大雨讓山路泥濘不堪,隊長王敏宣布停工休整。隊員們圍著電磁爐涮牛肉,有人打趣:“光棍節(jié)就該吃火鍋——反正咱們和化石一樣‘單身’。”

    午后,山風卷走云層,陽光刺破霧氣。隊員馮文清蹲在帳篷外,忽然瞇起眼睛:“地干了。”這三個字一出,15人的隊伍瞬間動了起來。地質(zhì)錘、刷子、防水布被塞進背包,一行人進發(fā)了。

    福建省地質(zhì)調(diào)查研究院技術(shù)人員林虓舉起地質(zhì)錘,敲向一塊灰褐色泥巖。巖片剝落的瞬間,一抹象牙白的弧光閃過。

    雖然只有部分肩帶骨骼暴露出來,但是分離肩胛骨和烏喙骨,以及和鳥類相似的形態(tài),讓王敏第一時間想到這可能是一件鳥類化石。

    這就是后來被命名為“政和八閩鳥”的化石。

    最特殊的,是它不足拇指大小的尾綜骨——這正是現(xiàn)代鳥類短尾結(jié)構(gòu)的雛形。

    這個由數(shù)枚尾椎愈合而成的結(jié)構(gòu),如同現(xiàn)代鳥類體型的“基石”:尾巴縮短、重心前移、飛行能力完善……

    “這些發(fā)現(xiàn),證明現(xiàn)代鳥類的演化拼圖比想象中更早完成。”王敏說。

    1.5億年前的“時空膠囊”

    在中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的實驗室里,修復(fù)技師李巖戴著顯微眼鏡,用鉆頭在圍巖上刻出毫米級的細槽。

    數(shù)百小時后,一件震驚學界的標本浮現(xiàn):體形接近今天的鳳頭鸚鵡,體重150克-300克,披著艷麗的羽毛,生活在類似湖邊沼澤的環(huán)境。

    “這些改寫了演化時間表。”王敏指著化石解釋。

    此前,始祖鳥等侏羅紀“準鳥類”都拖著20多節(jié)尾椎骨的長尾,像蜥蜴的尾巴般笨重。“政和八閩鳥”的發(fā)現(xiàn)證明,早在1.5億年前,鳥類已開啟“減重計劃”:尾椎融合縮短,重心前移,為飛行進化鋪平道路。

    更驚人的證據(jù),藏在另一塊拇指大小的化石中。經(jīng)過幾何形態(tài)學分析,這件單獨保存的叉骨與1.3億年前的今鳥型類極為相似。

    若最終確認,鳥類起源時間或?qū)⑼浦猎缳_世。徐星說:“這意味著,侏羅紀的天空可能已盤旋著多樣化的鳥類。”

    經(jīng)過對其中一塊化石長達一年的修復(fù)和系統(tǒng)發(fā)育分析、身體構(gòu)型研究等,科研團隊于近期確定了該化石屬于鳥類,并將其命名為“政和八閩鳥”。其屬名“八閩”是福建的古稱。

    “‘政和八閩鳥’是目前唯一確定的侏羅紀鳥類。”王敏介紹,系統(tǒng)發(fā)育分析表明,“政和八閩鳥”是僅次于始祖鳥而最早分化的鳥類支系,是目前已知最古老的鳥類之一,將現(xiàn)代鳥類起源的時間推進到距今1.72億年至1.64億年。

    “政和八閩鳥”的骨骼,像一座停擺的演化工廠。它的肩帶骨骼具有進步特征,和白堊紀鳥類更為相似;但前肢的三根“手指”卻保留著爪子,與近鳥龍等帶羽恐龍如出一轍。“仿佛造物主用不同時代的零件組裝生物。”徐星這樣解釋“鑲嵌演化”。

    團隊用3D建模還原了這種矛盾:當“政和八閩鳥”展翅時,進步的肩關(guān)節(jié)有利于飛行,原始的前爪卻更適合攀爬。“它可能生活在湖沼邊的蕨類叢中。”王敏推測,“短尾幫助它在密林間靈活轉(zhuǎn)向,爪子則用于抓握樹枝。”

    這種過渡形態(tài),正是達爾文預(yù)言的“缺失環(huán)節(jié)”。

    300立方米的“科學賭局”

    回望發(fā)現(xiàn)之旅,王敏用“海底撈針”形容。

    2021年春,團隊在福建霞浦早白堊世地層挖掘80天,只找到魚化石和龜甲片。

    真正的挑戰(zhàn)來自地層本身。政和動物群埋藏在湖相沉積巖中,1.5億年的構(gòu)造運動讓巖層扭曲如千層酥。隊員們用地質(zhì)錘,清理出300立方米巖石。

    團隊駐扎在政和縣大溪村,每天徒步上山,在數(shù)百平方米的采石坑中“刮地皮”——將巖石劈成手機大小的碎塊,尋找蛛絲馬跡。

    3年間,他們只找到兩件鳥類化石。

    “古生物研究像‘開盲盒’,90%的時間面對失敗。”王敏坦言。

    “最枯燥時,我們甚至用火鍋賭天氣:下雨就停工,放晴立刻上山。”隊員馮久桐回憶。

    2023年深秋,當“政和八閩鳥”化石終于現(xiàn)身時,團隊卻陷入沉默——所有人都在反復(fù)擦拭眼鏡,生怕眼前的奇跡是幻覺。

    王敏說,尾綜骨結(jié)構(gòu)是構(gòu)成現(xiàn)代鳥類體形的基石,它的出現(xiàn)對身體重心前移、后肢和尾骨的獨立運動以及飛行能力的完善至關(guān)重要,“政和八閩鳥的發(fā)現(xiàn)首次揭示了現(xiàn)代鳥類的身體構(gòu)型在侏羅紀就已經(jīng)出現(xiàn),比此前的時間推測又向前推進了近2000萬年”。

    如今,“政和動物群”已發(fā)現(xiàn)恐龍、離龍、龜鱉類等化石,成為窺視侏羅紀生態(tài)的新窗口。

    在福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局總工程師陳福龍看來,不僅是“政和動物群”,福建中生代盆地探尋恐龍和鳥類化石的潛力很大。

    目前,福建已基本查明全省中生代地層的分布與特征,為發(fā)現(xiàn)恐龍和鳥類化石提供了堅實基礎(chǔ)和重要線索,有3個重點區(qū)域尤其值得關(guān)注:閩西紅層盆地,是恐龍足跡的“露天檔案館”;閩東火山盆地,是火山灰下的“化石冰箱”;閩西南與閩北地區(qū)的河湖地層,是鳥類起源的“神秘搖籃”。

    2025年,團隊計劃向福建、浙江的更古老地層進發(fā)。

    王敏的背包里裝著“政和八閩鳥”化石的3D打印模型——既是吉祥物,也是“演化羅盤”。

    “我們現(xiàn)在知道,1.5億年前就有現(xiàn)代鳥類的雛形,”他撫摸著模型上的尾綜骨:“那么2億年前的地層里,會不會藏著更原始的‘設(shè)計師’?”

    “每一次發(fā)現(xiàn)都在提醒:生命演化的劇本,遠比我們想象的恢宏。”周忠和說。

    (中青報·中青網(wǎng)記者 邱晨輝)

    (責編:羅昱、高紅霞)

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