熱河生物群及燕遼生物群：化石演繹中生代地球生命史

具有 46 億年曆史的地球，孕育過無數的生命，但是地球上最早的生命是如何 産生的?海洋、陸地、天空是生命賴以生存的空間，海洋是生命的搖籃，可生命 又是如何從海洋爬上陸地的?陸地上的生命向往着天空，無論是爬行類、鳥類還 是哺乳類動物，飛天都是它們的夢想，但陸地上的生命又是如何飛上藍天的?人 類是哺乳動物的傑出代表，是萬物的靈長，可是最初的人類是如何進化出來的? 這一系列問題的研究都需要科學的解答，然而科學是講求證據的，求證這些問題 的證據是什麼?它們又在哪裡?

答案證據就是古生物化石的發現。什麼是化石?所謂化石，就是儲存在地層 中的已經石化的史前地球生命的遺體、遺骸，以及它們活動的遺迹、遺物的總稱， 化石的形成需要特定的地質曆史條件和埋藏條件。

那麼化石在哪裡被發現?世界上很多地方都有化石發現，它們毫無例外地保 存在沉積地層中。在我國的重要化石發現包括以雲南澄江地區為代表的寒武紀澄 江動物群和湖北宜昌地區為代表的寒武紀清江動物群，以雲南曲靖地區為代表的 志留紀潇湘動物群，以貴州關嶺等地區為代表的三疊紀關嶺動物群，以遼西及其 相鄰周邊為代表的侏羅紀燕遼生物群和白垩紀熱河生物群，以甘肅和政地區為代 表的新生代和政動物群和以山東臨朐為代表的新生代山旺生物群等。可以說這些 重要的化石生物群發現為地球生命的演化提供了重要的證據。其中，熱河生物群 以及後來的燕遼生物群發現的化石，為鳥類的起源以及鳥類的飛行起源、帶羽毛 小型獸腳類恐龍的演化、若幹翼龍類群的起源和輻射、早期哺乳動物的起源以及 被子植物的起源演化等都提供了翔實的證據。

從 100 多年前第一塊熱河生物群化石狼鳍魚被法國解剖學家索瓦士在中國的 遼西淩源發現，從近 100 年前美國著名地質古生物學家葛利普教授提出了“熱河 系”和“熱河動物群”這一概念，到 20 世紀 60 年代我國地質古生物學家顧知微院士完善了“熱河群”和“熱河生物群”，從 30 年前三塔中國鳥和燕都華夏鳥被 發現，沉寂近百年的熱河生物群和燕遼生物群引起了我國乃至世界古生物學家的 高度關注，一直是國際古生物學研究的熱點和前沿。

通過 100 多年的中外古生物學家持續的發現與研究，熱河生物群的面貌已經 今非昔比，以遼西為中心的這一片沉寂的土地，經過古生物學家的不斷發掘和研 究，已經煥發出了勃勃生機，其代表性的化石已遠遠不是當年的“東方葉肢介- 三尾拟蜉蝣-狼鳍魚”三個代表分子所能簡單概括的。到目前為止，熱河生物群 與燕遼生物群已發現的生物類群包括無脊椎動物中許多門類，如腹足類、雙殼類、 甲殼類和昆蟲類等， 脊椎動物當中的無颌類、軟骨魚類、硬骨魚類、兩栖類(無 尾和有尾兩栖類)、爬行類(龜鼈類、離龍類、蜥蜴類、翼龍類、鳥臀類和蜥臀類)、 鳥類(基幹鳥類、反鳥類和今鳥類)和哺乳動物(多瘤齒獸類、對齒獸類、真三 尖齒獸類、後獸類和真獸類)，以及藻類、苔藓、蕨類、裸子植物、被子植物等主 要植物門類，多達數千種。

熱河生物群和燕遼生物群的化石幾乎囊括了中生代向新生代過渡的很多生物 門類，為研究中生代陸地生物群的起源、鳥類起源(包括羽毛和飛行起源)、哺乳 動物起源，及被子植物起源等重大理論問題，提供了極為寶貴的化石依據。是以， 熱河生物群被譽為“20 世紀最重要的古生物發現之一”。以遼西地區為中心的熱 河生物群和燕遼生物群是世界級化石寶庫。在各門類生物類群(包括許多重要脊 椎動物類群)的起源和演化、一些重要生物結構(如羽毛、哺乳動物中耳等)起 源與演化的研究具有重要的演化生物學意義。今天，我們對熱河生物群和燕遼生 物群時代的認識也遠非過去可比，已經非常清晰，然而對生物演化與環境背景的 研究尚在不斷探索之中。此外，熱河生物群和燕遼生物群不同類群生物包括了許 多重要的演化過渡生物類型，為達爾文進化論提供了重要的化石證據。

然而，科學沒有止境。為什麼在熱河生物群和燕遼生物群這一時期恐龍會長 出羽毛，進而演變為鳥?為什麼翼龍從“喙嘴龍”演化為翼手龍?為什麼在這一 期會陸續出現大批的被子植物?雖然大家都知道侏羅紀和白垩紀是地球發展史中 十分重要的時期，全球的古地理格局和古氣候條件均發生了重大變化，但我們并 不清楚當時究竟出現了什麼重大事件會導緻生物界發生如此大的變化，這些都值 得我們進一步的探讨。目前，國家自然科學基金基礎科學中心項目“克拉通破壞 與陸地生物演化”就要回答這一問題。

寫作者是一群熱愛熱河生物群和燕遼生物群的古生物愛好者，多年來他們孜 孜以求，懷着滿腔熱忱，時刻關注兩個生物群的最新發現和研究進展，不但從專 業期刊論文獲得相關資訊，而且從國内外新聞媒體的深度報道更進一步了解化石 發現研究過程。他們根據熱河生物群發現 100 多年來的時間順序，從 1880 年命名 第一塊化石戴氏狼鳍魚到 2020 年發現的嬌小意外鳥，共計書寫了兩個生物群最具 有代表性的七八十種化石的發現和研究曆程，堪稱熱河生物群和燕遼生物群發現 與研究的編年史。這本書從古生物化石愛好者的新聞視角來書寫熱河生物群和燕 遼生物群發現的意義和科學價值。它所收入的化石發現和研究，大多發表于權威 的科學雜志，在科學界和大衆傳媒引起巨大的關注，如英國的《自然》、美國的《科 學》和《美國國家科學院院刊》雜志等。文中收入的熱河生物群和燕遼生物群化 石的文章，是通過已經研究發表的化石為依據，參考相關的新聞資料寫作完成的。 它也不是一般意義上的新聞報道，可以讓沒有專業知識的成年讀者都能看懂。

這本書緊緊圍繞着熱河生物群和燕遼生物群主要化石的發現以及化石的研究 時間主線，為讀者提供熱河生物群和燕遼生物群全景式的描繪。由于作者和編者 并非專業的古生物學的研究人員，其中的錯誤和不妥在所難免，但他們對古生物 學的熱愛，其志可嘉，請讀者在閱讀中批評指正。是為序。

汪筱林(中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員、巴西科學院外籍院士)