防漏，电梯直达
安危岛记者 刘亚东A
来源：环球科学
作者：全球科学
Ambopteryx longibrachium修复图片出现在《自然》杂志的封面上（照片：张宗达）
王敏致力于鸟类的起源和早期进化，已经命名了30多个原始鸟类属，约占世界上已知的中生鸟类物种的三分之一。在他的众多研究成果中，有一种恐龙特别"奇妙"，出现在2019年《自然》杂志的封面上。
编写|二十七
回顾|王敏
对于许多古生物学爱好者来说，"鸟类是恐龙的后代"可能不是新知识。尤其是当我们纵观整个中观世代时，长出羽毛，飞向蓝天，似乎是恐龙的"主线任务"之一。然而，在实践中，恐龙从压倒陆地到飞向天空的过程要复杂得多，比如曾经有一类恐龙，做出了与鸟类不同的飞行尝试，它们都是"善于攀登鸟类和龙"的恐龙。
突然出现"奇怪"的恐龙
在侏罗纪晚期，大约1.6亿年前，有一群奇怪的恐龙，它们并不大，但四肢纤细，特别是手指超长，似乎具有很强的攀爬能力，因此被称为"爬鸟龙"。这种"奇怪"恐龙的出现引起了古生物学家的注意，但由于发现的化石数量有限，保存不善，研究人员很难确定它们与其他恐龙群体的亲缘关系。
2015年，《自然》杂志发表了一种爬鸟恐龙新物种"易气"，源于其"奇特"的身体结构和化石中保存的"翅膀"膜结构。但它不属于翼龙，它是一种恐龙——就分类学而言，它是一种翼龙，它不是恐龙（蜥蜴臀部和鸟类臀部），它更像是恐龙的"妹妹"。翼龙和恐龙之间最大的区别在于它们是否有膜翅膀，但翼龙打破了这条线。腕足的额肢有三根手指，其中第三根手指非常细长。从它的手腕上，一根长长的杆状骨头也突出，当手指和杆形骨头打开时，翅膀膜可以支撑起来形成翅膀。
杆骨（橙色箭头）和膜翅膀（蓝色箭头）在Chi翼龙中"突然"出现（图片来源：Xu，X.，Zheng，X.Sullivan，C.等人，2015）
齐翼龙的出现，并没有回答爬鸟龙进化位置的问题，反而让整个故事更加混乱。因为在其他恐龙中，从未发现过这样的膜翅膀，也没有发现与这种杆状骨头相关的骨骼。虽然脊椎动物的骨骼差异很大，但很少看到一群人"突然"长出这么长的骨头。再加上齐翼龙的化石保存不完好，许多学者在发现齐翼龙后是否真的有膜翅膀和杆状长骨持怀疑态度。
滑翔的"蝙蝠侠"
结束争议的是四年后长臂杂交龙化石的发布。这条龙是在燕寮生物群的侏罗纪晚期形成中发现的，长约32厘米，只有鸽子那么大。它最明显的特征是，它还有膜翅和杆状的长骨，这直接证实了在Chi翼龙中的发现。此外，长臂杂交龙还具有与原始鸟类相似的尾骨，这使得其身体的重心在飞行过程中向前移动并保持稳定。虽然胸骨发育得不够发达，无法提供足够的肌肉力量来拍打翅膀，但研究人员推测，恐龙已经能够在空中熟练地滑翔。这篇文章于2019年作为《自然》杂志的封面文章发表，第一作者是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王敏。
"标本是当地一位村民意外发现的，只有部分后肢和头骨暴露在外。王敏描述道："村民们联系我们时，以为会是一只长着羽毛的恐龙，没什么特别的。后来，越是不同，尤其是当杆状长骨修复出来时，我们感到特别惊讶。"
长臂杂交龙化石（左）和线图（右），右图中的棕色区域是羽毛，深灰色区域是膜翅膀，蓝色区域是可能的胃内容物，se是杆状长骨（图片：Wang，M.，O'Connor，J.K.，Xu，X.等人，2015）
随着长臂杂交龙的发现，爬鸟龙在恐龙家谱中的位置越来越清晰。"这种长臂杂交龙的骨骼化石非常完整，保留了前肢和后肢，所以我们对这些与鸟类密切相关的副鸟恐龙进行了系统的发育分析。"王敏说。起初，由于它们明显的飞行友好特性，一些学者怀疑它们可能是鸟类的直接祖先或与鸟类有密切的亲缘关系。然而，结果显示，爬鸟龙更像是恐龙在飞行过程中"出错"的龙。
"如果看一个大的时间框架，恐龙向鸟类的进化伴随着飞行能力的进化：进化的主线是前肢的延长，尾椎缩短到尾骨，身体重心的向前运动——可以说一切都是为了飞行。王敏指出，攀鸟龙也出现了类似的趋势，它们的前肢特别长："在这些与鸟类关系相似的恐龙中，它们的前肢几乎总是最长的......这是一个明显的趋势，需要适应飞行。"
长臂混合龙与其他恐龙的亲缘关系（照片：Wang，M.，O'Connor，J.K.，Xu，X.等人，2015年）
然而，鸟类的身体结构之间存在关键差异。虽然前肢有伸长的倾向，但前肢被胫骨、脚抓和指骨拉长，对应于我们的手臂和手指，而群体更靠近鸟类，前肢的伸长源于掌骨的延伸，因为它们的"手掌"需要附着大量的羽毛。爬鸟龙的"膜翅和短掌骨"以及鸟类的"羽毛翅膀和长棕榈骨"反映了不同的飞行模式和进化路径。
不幸的是，特立独行的恐龙没有幸存下来。目前，爬鸟龙的化石只在侏罗纪中晚期的地层中被发现，研究人员怀疑它们可能在白垩纪之前就已经灭绝了。王敏和他的团队也曾推测过它们为什么存在得如此短暂："当时另一种具有膜翼的动物是翼龙，它们具有很强的飞行能力，分布广泛。然后发现了一些滑翔的哺乳动物，以及一些非常接近鸟类的伞类恐龙，它们的前肢有翅膀。因此，鸟龙面临的竞争更加多样化。毕竟他们单独这么小，面对以上三者的竞争，很可能竞争优势没有那么强。"
什么是鸟？
虽然爬鸟龙的"天计划"失败了，但我们都知道，另一只恐龙进化成了一只在天空中翱翔的鸟，成为最多样化的脊椎动物之一。王敏的工作是专注于这些鸟类在近1.5亿年的漫长历史中从恐龙进化而来。虽然核心工作是中生鸟类的进化，但王敏特别希望做出一些新的理论尝试，更好地利用化石揭示给我们的信息来分析鸟类的进化模式。
弄清楚鸟类错综复杂的进化路径并不容易，特别是对于古生物学家来说，他们的工作更像是管子里的豹子 - 从仅存的化石中提取痕迹。这不仅需要一丝不苟的室内外工作，还需要做出假设和判断的勇气，以及探索未知世界的勇气。王敏希望挖掘和利用化石提供的信息多一些，"其实化石给了我们非常丰富的信息，但他看起来会很多，很容易被我们淹没在这些信息中。因此，我想提炼数据，看看是否有一些更清晰，更直观的方法来帮助我们理解鸟类进化的动态路径。"
对于王敏来说，这项研究的最终目标是回答一个看似简单的问题，关于鸟是什么："这是一个我想到自己的问题，人们经常问，'你工作了这么久，这么简单的问题没有答案吗？'""我会说不是。"问题越简单，回答就越难。王敏希望将来能总结一句话，非常简洁地告诉大家对鸟类的解释和定义，"很难找到一个明确的特征，只有鸟类而不是其他动物。例如，我们之前对鸟类的一些介绍有翅膀和活跃的飞行，但我们发现这些特征恐龙也有。恐龙和鸟类之间的界限已经变得非常模糊，所以我一直在思考如何用更简洁的术语告诉你这些东西。"
王敏 研究员
相关链接：
https://www.nature.com/articles/nature14423#citeas
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1137-z/figures/3