作者： 任方燕
新的研究表明，许多物种在鸟类首次进化出飞行行为时拍打翅膀。例如，一些小动物脚的恐龙，它们的运动非常接近真正的飞行感，虽然与鸟类的进化路径不同，但它们中的一些可能仍然脚踏实地，飞向天空。（图片：香港大学）
在纽约自然博物馆，一个储存标本的存储库，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的副研究员Rui正在观察一种带有动物脚的恐龙化石。
他仔细地观察着它，使用各种测量工具，甚至记录了恐龙每个脚趾的放置顺序。
这些详细的记录有助于了解鸟类的近亲如何进化出它们的飞行能力。
八月初，研究结果发表在《当代生物学》上，他是该文章的共同主要作者。
"以前的研究表明，只有少数鸟类的近亲有类似的飞行运动，但实际上这个范围比我们想象的要大，"该论文的作者，香港大学研究助理教授迈克尔皮特曼告诉中国科学日报。
重建进化树
在加入古生物学研究所之前，他曾在香港大学从事博士后研究。到那时，他已经收集了许多动物脚恐龙标本的数据。这些动物角恐龙大多体型小，其中，长龙科龙和齿龙作为爪状龙，被认为是鸟类的近亲，较有名的小龙属于赤龙。
在重建小龙的进化树时，他注意到随着进化的继续，它的大小逐渐变小。
"所以我们增加了一些与形态功能相关的数据，包括前后肢比例、体重等，这似乎暗示了另一个趋势：小龙的飞行能力逐渐增强。Veritas 意识到这可能是一个单独的航班起源事件。
为了阐明古生物学发展的演变，研究人员往往需要依靠谱系进化树。但在动物脚恐龙进化成真鸟的过程中，发生了许多平行的进化事件。由于化石标定和特征选择的差异，一些进化树仍然具有模糊性。
例如，近鸟是角恐龙的进化分支之一，它们分为三个分支，爪龙，长龙和齿龙，在不同的进化树上，三个分支有不同的顺序。
为了避免尽可能多的不确定性，Veritas等人重建的进化树包含了尽可能多的小动物脚恐龙数据。
研究人员重建了小动物脚恐龙的进化树。（图片：Current Biology）
他们与阿根廷国家科学技术研究委员会（CONICET）的研究人员合作，优化了进化谱系分析的工作流程，并为不同的进化特征分配了不同的权重，以避免在平行进化中产生模棱两可的结果。
最终，该团队确定了近鸟类潜力的两个关键指标：翅膀载荷，它决定了动物是否可以连续飞行，起飞功率决定了动物是否可以连续飞行，以及拍打翅膀时产生的力。
三次突破
对于古生物学家来说，动物进化的主要障碍之一是无法看到过去的真实场景。"我们看不到动物如何做一个动作，以及它们能做什么。"现在是成为其中一部分的好时机，
回溯的一种方法是将古生物学标本的数据与活体动物的数据进行比较。该团队还收集了有关活鸟（包括飞鸟和非飞鸟）的翼展长度和重量的数据，并根据飞鸟的数据将它们与进化树进行了比较。
在文章中，以目前鸟类为参考标准，如果化石物种的机翼载荷超过每平方厘米2.5克，起飞功率超过每公斤9.8牛顿，可以通过研究人员设定的飞行阈值来计算，即具有主动飞行的潜力。
结果表明，除了广义上的鸟类：鸟类翅膀外，还有两个物种通过了门槛：赤龙龙和威胁龙的鸟龙。
但在其他物种中，研究人员仍然观察到活跃飞行潜力的迹象，例如长羽龙和小亭龙。"他们已经突破了至少一个指标，他们可能已经像这样积极地飞行，他们正在以自己的方式适应生活环境。他说。
分析发现，相当数量的近鸟恐龙可能具有飞行潜力。（图片：Current Biology）
"大多数人认为恐龙的飞行能力有限，但动物的潜力超出了人类的想象。"现在是成为其中一部分的好时机，
如果你观察一只鹦鹉的运动，你会看到它爬上树枝时，它的前脚趾和后脚趾的放置顺序发生了变化。"有时是前方一个脚趾，后面是三个脚趾，有时是前两个，有时是三个，有时是根据场景灵活使用身体结构，"Vere先生说。
但在古生物学研究中，通常只有最有可能的脚趾运动是根据动物的化石形式推测的。
此外，在活禽中，研究人员观察到一个动作：鸟类拍打翅膀，跑上斜坡，这种近乎飞行的举动也可能在小动物脚的恐龙身上发现。
"接下来，我们将深入研究这些非鸟类拍打翅膀的有趣现象，并找出为什么更多的恐龙没有真正飞翔。皮特曼总结道。
相关论文信息： https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.105