恐龍系列之十一:始祖鳥(Archaeopteryx)
1. 始祖鳥的第一個化石標本,1860年發現於德國索倫霍芬地區(Solnofen),當地是屬於侏羅紀晚期,沉積的石灰岩(limestone)地層。
2. 到2018年中,又再陸續發現的11個始祖鳥化石標本,也都是在索倫霍芬附近的石灰岩中獲得。
圖01.
整個德國索倫霍芬地區(Solnofen),都被侏儸紀晚期的石灰岩所覆蓋。一百多年來,一直都有保存良好的化石標本陸續出土。
3.
始祖鳥於1861年被正式命名,Archaeopteryx的英文意思是「ancient wings」意為「古代的翅膀」。
圖02.
始祖鳥(Archaeopteryx)的化石標本。
4.
150年來,始祖鳥一直被古生物學家認為是鳥類的祖先。
5.
但是自從1996以來,在中國東北,帶羽毛的小型獸足類恐龍(Theropods),陸陸續續的被發現。包括中華龍鳥屬(Sinosauropteryx)、中國鳥龍屬(Sinornithosaurus)、北票龍屬(Beipiaosaurus)、小盜龍屬(Microraptor)、近鳥龍屬(Anchiornis)、曉廷龍屬(Xiaotingia)…等,這些帶羽毛恐龍的骨骼架構,與現在的鳥類相似;但身體覆蓋的羽毛構造,則與現在的鳥類相異。
6. 由於中國東北跟德國索倫霍芬地區距離非常遙遠,而且東北發現這些帶毛恐龍的地質年代,也與德國發現始祖鳥的地質年代不相同。因此,古生物學家認為:小型獸足類恐龍羽毛的形成,應該是演化上一個共同的趨勢。
7.
同時古生物學家也區分出來:
(1)
有些小型獸足類恐龍形成羽毛,只是為了保暖。
(2)
有些小型獸足類恐龍形成羽毛,才是與滑行或飛翔有關。
8. 相互比較始祖鳥與中國東北帶毛恐龍的化石標本之後,以下的問題就浮上了檯面:究竟,始祖鳥屬於原始的鳥類?還是屬於小型獸足類的恐龍?這個問題,一直到今天,仍是眾說紛紜,爭議不休!試舉例如下:
(1)
2004年8月5日英國發行,第一流的綜合科學期刊《自然》《Nature》,刊登一篇研究報告,以電腦斷層(CT)掃描、X-射線透視等技術,研究倫敦的始祖鳥化石標本。得到結論是:始祖鳥的腦不像恐龍,牠像一顆真正的「鳥腦」,因為具有巨大的前腦,而發達的前腦,是整合飛行時的體感覺所必需。
圖03.
電腦分析始祖鳥化石標本,始祖鳥具有發達的前腦,是個技巧性的飛翔者(skillful flier)。---依據2004年《Nature》期刊上的研究報告。
(2) 2011年7月28日發行的《自然》期刊上刊登了,中國中科院古脊椎動物與古人類研究所,研究員徐星等人的研究報告,他們利用最新的系統發育學分析,認為始祖鳥是屬於,早期獸足類群的恐爪龍類(Deinonychus class),而不是屬於古鳥類。
(1)認為始祖鳥似鳥類;(2)認為始祖鳥似恐龍。像這樣有爭議的實例還有很多。因此始祖鳥的演化地位到底是如何呢?150年的時光過去了,還沒有定論!
圖04. 始祖鳥具有一些像似爬行類的特徵(藍色),以及一些像似鳥類的特徵(紅色)。所以,始祖鳥是爬行類和鳥類之間的過渡型動物(Transition Animal)。
始祖鳥與帶羽毛的恐龍共同的特徵是:
1.兩翼尖端各有三爪。
2.口的上下顎具有細小尖銳的牙齒。
3.尾巴具有很長的脊椎骨。(請見圖05.的說明)
始祖鳥與現代鳥類相同的特徵是: 1.全身被覆著羽毛。
2. 翼上長滿郭羽。
3. 後肢3趾向前,拇趾向後→方便抓握樹枝。
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9.
較早期,認為始祖鳥具有發達而不對稱的飛羽,所以可能會飛(Feduccia, 1979),但是,始祖鳥肩帶是側向的,所以可能只會滑翔(Senter, 2006)⇒至今議論紛紛,仍難有定論。
10.
比始祖鳥進步的鳥類開始具有尾綜骨(Pygostyle),稱為尾綜骨鳥類(Pygostylia)。像是孔子鳥類(Confuciusornis),就是最早形成角質喙(口內已無牙齒)和尾綜骨的古鳥。
圖05.始祖鳥(Archaeopteryx)具有很長的尾巴,尾椎清楚的分節,沒有融合在一起的現象(下圖)。上圖鴿子(Pigeon)代表現代的鳥類,尾巴很短而尾椎融合→形成尾綜骨(Pygostyle)。
圖06.
至2018年底,總共發現十二具始祖鳥的化石標本。此圖展現較早發現的8具。圖上方為發現或保存的地方名稱。
始祖鳥的第11具化石標本,是屬於私人擁有,至今尚未命名。
第12具的始祖鳥化石標本,於2010年發現,2014年對外公布,至今尚未做科學性的描述。
圖06.左邊數來第六個標本,其實一樣是在德國發現,之所以稱為倫敦標本(London specimen))的原因,是因為現今保存在倫敦的自然歷史博物館。
Interesting Facts About Archaeopteryx
(始祖鳥的一些有趣的事實)
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圖07.
始祖鳥的一些基本資料。
此圖標示始祖鳥的重量0.8~1.0公斤。也有許多資料認為,始祖鳥的重量是~0.5公斤。
始祖鳥的長度(Length)50公分,體型大小相當於現今的喜鵲(=客鳥)。
11.
獸足類恐龍(Theropods)在往鳥類演化的過程中,體型呈現越來越小的趨勢。演化至曉廷龍時,體重僅有約800公克;演化至耀龍時,體重僅有約164公克,兩者都不到1公斤。目的顯然是體型變小、體重減輕→容易起飛騰空。
圖08.
獸足類恐龍(Theropods)在往鳥類演化的過程中,體型(body size)呈現越來越小的趨勢(Trend of decreasing
body size)。
圖的上方可看到,非鳥類獸足類恐龍,未能通過白堊紀-第三紀的第五次大滅絕(Non-avian
theropods go extinct at the end of the Cretaceous.),
只有鳥類得以存活而且種類重新擴散(Birds
survive and re-radiate.)。
Tyrannosaurs暴龍、Compsognathids美頷龍、Ornithomimosaurs似鳥龍、
Alvarezsaurs阿佛瑞茲龍、Therizinosaur鐮刀龍、Oviraptorsaurs竊蛋龍、
Dromaeosaurs奔(馳)龍、Troodontids傷齒龍、Epidexipteryx耀龍、Auromis 、Xiaotingia曉廷龍、Anchiornis近鳥龍、Archaeopteryx始祖鳥
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