防漏，電梯直達
安危島記者 劉亞東A
來源：環球科學
作者：全球科學
Ambopteryx longibrachium修複圖檔出現在《自然》雜志的封面上（照片：張宗達）
王敏緻力于鳥類的起源和早期進化，已經命名了30多個原始鳥類屬，約占世界上已知的中生鳥類物種的三分之一。在他的衆多研究成果中，有一種恐龍特别"奇妙"，出現在2019年《自然》雜志的封面上。
編寫|二十七
回顧|王敏
對于許多古生物學愛好者來說，"鳥類是恐龍的後代"可能不是新知識。尤其是當我們縱觀整個中觀世代時，長出羽毛，飛向藍天，似乎是恐龍的"主線任務"之一。然而，在實踐中，恐龍從壓倒陸地到飛向天空的過程要複雜得多，比如曾經有一類恐龍，做出了與鳥類不同的飛行嘗試，它們都是"善于攀登鳥類和龍"的恐龍。
突然出現"奇怪"的恐龍
在侏羅紀晚期，大約1.6億年前，有一群奇怪的恐龍，它們并不大，但四肢纖細，特别是手指超長，似乎具有很強的攀爬能力，是以被稱為"爬鳥龍"。這種"奇怪"恐龍的出現引起了古生物學家的注意，但由于發現的化石數量有限，儲存不善，研究人員很難确定它們與其他恐龍群體的親緣關系。
2015年，《自然》雜志發表了一種爬鳥恐龍新物種"易氣"，源于其"奇特"的身體結構和化石中儲存的"翅膀"膜結構。但它不屬于翼龍，它是一種恐龍——就分類學而言，它是一種翼龍，它不是恐龍（蜥蜴臀部和鳥類臀部），它更像是恐龍的"妹妹"。翼龍和恐龍之間最大的差別在于它們是否有膜翅膀，但翼龍打破了這條線。腕足的額肢有三根手指，其中第三根手指非常細長。從它的手腕上，一根長長的杆狀骨頭也突出，當手指和杆形骨頭打開時，翅膀膜可以支撐起來形成翅膀。
杆骨（橙色箭頭）和膜翅膀（藍色箭頭）在Chi翼龍中"突然"出現（圖檔來源：Xu，X.，Zheng，X.Sullivan，C.等人，2015）
齊翼龍的出現，并沒有回答爬鳥龍進化位置的問題，反而讓整個故事更加混亂。因為在其他恐龍中，從未發現過這樣的膜翅膀，也沒有發現與這種杆狀骨頭相關的骨骼。雖然脊椎動物的骨骼差異很大，但很少看到一群人"突然"長出這麼長的骨頭。再加上齊翼龍的化石儲存不完好，許多學者在發現齊翼龍後是否真的有膜翅膀和杆狀長骨持懷疑态度。
滑翔的"蝙蝠俠"
結束争議的是四年後長臂雜交龍化石的釋出。這條龍是在燕寮生物群的侏羅紀晚期形成中發現的，長約32厘米，隻有鴿子那麼大。它最明顯的特征是，它還有膜翅和杆狀的長骨，這直接證明了在Chi翼龍中的發現。此外，長臂雜交龍還具有與原始鳥類相似的尾骨，這使得其身體的重心在飛行過程中向前移動并保持穩定。雖然胸骨發育得不夠發達，無法提供足夠的肌肉力量來拍打翅膀，但研究人員推測，恐龍已經能夠在空中熟練地滑翔。這篇文章于2019年作為《自然》雜志的封面文章發表，第一作者是中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員王敏。
"标本是當地一位村民意外發現的，隻有部分後肢和頭骨暴露在外。王敏描述道："村民們聯系我們時，以為會是一隻長着羽毛的恐龍，沒什麼特别的。後來，越是不同，尤其是當杆狀長骨修複出來時，我們感到特别驚訝。"
長臂雜交龍化石（左）和線圖（右），右圖中的棕色區域是羽毛，深灰色區域是膜翅膀，藍色區域是可能的胃内容物，se是杆狀長骨（圖檔：Wang，M.，O'Connor，J.K.，Xu，X.等人，2015）
随着長臂雜交龍的發現，爬鳥龍在恐龍家譜中的位置越來越清晰。"這種長臂雜交龍的骨骼化石非常完整，保留了前肢和後肢，是以我們對這些與鳥類密切相關的副鳥恐龍進行了系統的發育分析。"王敏說。起初，由于它們明顯的飛行友好特性，一些學者懷疑它們可能是鳥類的直接祖先或與鳥類有密切的親緣關系。然而，結果顯示，爬鳥龍更像是恐龍在飛行過程中"出錯"的龍。
"如果看一個大的時間架構，恐龍向鳥類的進化伴随着飛行能力的進化：進化的主線是前肢的延長，尾椎縮短到尾骨，身體重心的向前運動——可以說一切都是為了飛行。王敏指出，攀鳥龍也出現了類似的趨勢，它們的前肢特别長："在這些與鳥類關系相似的恐龍中，它們的前肢幾乎總是最長的......這是一個明顯的趨勢，需要适應飛行。"
長臂混合龍與其他恐龍的親緣關系（照片：Wang，M.，O'Connor，J.K.，Xu，X.等人，2015年）
然而，鳥類的身體結構之間存在關鍵差異。雖然前肢有伸長的傾向，但前肢被胫骨、腳抓和指骨拉長，對應于我們的手臂和手指，而群體更靠近鳥類，前肢的伸長源于掌骨的延伸，因為它們的"手掌"需要附着大量的羽毛。爬鳥龍的"膜翅和短掌骨"以及鳥類的"羽毛翅膀和長棕榈骨"反映了不同的飛行模式和進化路徑。
不幸的是，特立獨行的恐龍沒有幸存下來。目前，爬鳥龍的化石隻在侏羅紀中晚期的地層中被發現，研究人員懷疑它們可能在白垩紀之前就已經滅絕了。王敏和他的團隊也曾推測過它們為什麼存在得如此短暫："當時另一種具有膜翼的動物是翼龍，它們具有很強的飛行能力，分布廣泛。然後發現了一些滑翔的哺乳動物，以及一些非常接近鳥類的傘類恐龍，它們的前肢有翅膀。是以，鳥龍面臨的競争更加多樣化。畢竟他們單獨這麼小，面對以上三者的競争，很可能競争優勢沒有那麼強。"
什麼是鳥？
雖然爬鳥龍的"天計劃"失敗了，但我們都知道，另一隻恐龍進化成了一隻在天空中翺翔的鳥，成為最多樣化的脊椎動物之一。王敏的工作是專注于這些鳥類在近1.5億年的漫長曆史中從恐龍進化而來。雖然核心工作是中生鳥類的進化，但王敏特别希望做出一些新的理論嘗試，更好地利用化石揭示給我們的資訊來分析鳥類的進化模式。
弄清楚鳥類錯綜複雜的進化路徑并不容易，特别是對于古生物學家來說，他們的工作更像是管子裡的豹子 - 從僅存的化石中提取痕迹。這不僅需要一絲不苟的室内外工作，還需要做出假設和判斷的勇氣，以及探索未知世界的勇氣。王敏希望挖掘和利用化石提供的資訊多一些，"其實化石給了我們非常豐富的資訊，但他看起來會很多，很容易被我們淹沒在這些資訊中。是以，我想提煉資料，看看是否有一些更清晰，更直覺的方法來幫助我們了解鳥類進化的動态路徑。"
對于王敏來說，這項研究的最終目标是回答一個看似簡單的問題，關于鳥是什麼："這是一個我想到自己的問題，人們經常問，'你工作了這麼久，這麼簡單的問題沒有答案嗎？'""我會說不是。"問題越簡單，回答就越難。王敏希望将來能總結一句話，非常簡潔地告訴大家對鳥類的解釋和定義，"很難找到一個明确的特征，隻有鳥類而不是其他動物。例如，我們之前對鳥類的一些介紹有翅膀和活躍的飛行，但我們發現這些特征恐龍也有。恐龍和鳥類之間的界限已經變得非常模糊，是以我一直在思考如何用更簡潔的術語告訴你這些東西。"
王敏 研究員
相關連結：
https://www.nature.com/articles/nature14423#citeas
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1137-z/figures/3