失之卵巢,收之碧空
古生物化石可不只是“化成石的骨头”。不久前,中科院古鸟类专家周忠和院士与临沂大学郑晓廷教授等人在《自然》杂志刊文,报告了一项惊人发现:他们在包括一只热河鸟在内的三件古鸟化石的腹部,发现了正在孕育的鸟蛋(卵巢滤泡)的精美化石。在久远的地质岁月中,能以化石形式留存至今的往往是生物的骨骼结构;像这样软组织器官以化石形式留存下来的案例,十分罕见。他们更进一步发现,这些卵巢滤泡都分布在化石古鸟身体的左侧。
为何右侧卵巢没有工作呢?这与古鸟的进化有怎样的联系呢?
热河,热望之河
1990 年之前百余年,德国发现的始祖鸟化石是鸟类起源研究者的唯一依靠。正是始祖鸟这嘴里有牙、身上长羽毛,像恐龙、又像鸟的物种,让人猜想鸟类可能起源于恐龙。然而,在缺乏两者之间的过渡物种足够化石证据的情况下,古生物学家很难做出坚实的论断。
1990 年秋,还在攻读硕士的周忠和在辽宁西部的小山沟中寻觅古鱼类化石时,意外发现两块保存完好的鸟类化石;此后,我国古生物学家在辽西早白垩世的地层中,发现了大量保存精美的古鸟类及其近亲小型兽脚类恐龙化石:仅比始祖鸟进步的原始热河鸟、第一个带羽毛的恐龙中华龙鸟、长有四个翅膀的顾氏小盗龙……一系列重要化石证据的发现填补着鸟类起源各个环节的空白,也让中国辽西成为享誉古生物学界的化石宝库。
其中的宝藏在古生物学中有一个响亮的名字:热河生物群。1938 年,美国地质学教授葛利普以其时“热河省”为这个东北亚的古生物群落命名。由于一亿多年前这里火山活动频繁,热河生物群的动植物在火山灰与湖泊沉积物的覆盖下得以保存成异常精美的化石——羽毛、胃中食物等通常罕见于古生物的化石比比皆是。热河,终成世界古生物学界的热望之河。
一亿年后的惊奇
这回,一亿多年前热河鸟的卵巢滤泡化石再次令人拍案叫绝。此前,古生物学家根据发现的恐龙巢中蛋成对排列的事实推测,恐龙与它们的现代近亲鳄鱼一样,是在两侧卵巢中同时孕育蛋,并且下蛋时也一次下一对;而现代鸟类却只有一侧卵巢仍在工作。要证明“鸟从恐龙进化而来”假说,就需要找到居中过渡的物种。
这三件标本恰是所求。它们像恐龙一样具有双侧卵巢和输卵管,但已经像现代鸟一样只有一侧的卵巢孕育着蛋。它们像现代鸟一样长有羽毛,却像恐龙一样到能生育时还在长个。它们的蛋比现代鸟的偏小,昭显其进化仍然原始。这些全新的发现,为我们揭示了原始鸟类生长发育的宝贵信息。
为了在蓝天翱翔
为什么鸟类会把一个卵巢弃置不用呢?周忠和院士推测,这很可能与适应飞行需要的体重减少有关。尽管鸟儿并非“有意为之”,但在遗传、环境乃至运气的共同作用下,这样一种对鸟类生存有利的特征得到了保存和延续。
鸟儿为了飞行作的取舍“抉择”远不止一个卵巢。从恐龙演化而来的古鸟曾经具有四个爪子——两只前爪可以帮助爬树,而在树间滑行是飞行本领不高的原始鸟的“笨办法”;现在只有少数鸟在雏鸟阶段在翅膀上还能看到两个小爪子。古鸟还曾经有四个翅膀——两腿上也有羽毛辅助提供升力,正如早期的双翼飞机;后来鸟儿的前肢愈来愈有力,就逐渐把腿上的羽毛换成了鳞片。与抛弃卵巢减重相似,曾经满口利齿的古鸟甘愿不要一口好牙也要换来更轻的头骨;甚至长长的“龙尾”也被嫌碍事而消失了……为了飞翔在蓝天之上,鸟儿的祖先们可谓殊为不易。
失去一个卵巢,看似丧失部分生育能力的古鸟,终究收获了更广阔的蓝天。它们轻巧的身躯在环境剧变时比起统治侏罗纪的庞然大物们显得更加应对自如。最终,6500 万年前那场灭绝了恐龙家族的大灾变中,一部分古鸟幸存了下来,演化成今日统御天穹的美丽鸟儿们
——也许是运气太好,又也许,是正应了“塞翁失马,焉知非福”的古哲吧?
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