小盗龙
小盗龙属动物的统称、鸟类起源的重要证据之一
小盗龙,是驰龙科小盗龙属(Microraptor)动物的统称,其生存于白垩纪早期,已发现的小盗龙化石均出土于中国辽西地区。小盗龙原本的第一名称为“古盗鸟”,但由于著名的“古盗鸟事件”,2000年它被中国古生物学家徐星命名为“小盗龙”。小盗龙属下分为三个种:顾氏小盗龙(Micuoraptor gui)、赵氏小盗龙(Microraptor zhaoianus)和汉卿小盗龙(Microraptor hanqingi)。小盗龙分布于中国。由于该属恐龙腿部巨大的“后翼”很难在陆地上奔跑,其被认为营树栖生活。
截至2024年,小盗龙是已知成年个体最小的恐龙,体长为0.47-0.9米之间,体重约在0.4-3千克之间,翼展接近1米。头颅尖而窄;颈部比较细,小盗龙浑身带毛,身上长有两对翅膀,它们已经具有了一个结构上与现生鸟类相似的翼:前肢伸长,尺骨后弓。且前肢、后肢和尾部末端都覆盖具有正羽(或称飞羽),且正羽羽轴两侧不对称。尾巴大,呈金叶银杏状。小盗龙属于肉食动物,其羽毛能发出蓝黑色的荧光,这可能有利于其交流及求偶行为。
小盗龙属于长有羽毛的非鸟恐龙,具有重要的科研价值:它们是鸟类起源的重要证据之一,其出现弥补了鸟类进化过程中很多缺失的环节,同时,也有力的反击了鸟类飞行起源地栖说。
起源演化
小盗龙生存于白垩纪早期。小盗龙与原始鸟类、原始伤齿龙科拥有数个共同生理特征,2002年美国科学家威妥玛(S.H.Hwang)等人在对于赵氏小盗龙两个标本的研究中认为小盗龙与中国猎龙(Sinovenator)分别是两个近亲演化支的原始物种,且两者都接近恐爪龙类(Deinonychosauria)分开演化的节点。
小盗龙的化石均被发现于中国辽西朝阳地区早白垩世底层,它们被研究的最多的是赵氏小盗龙和顾氏小盗龙
2000年,中国古脊椎研究所古生物学家徐星等人命名了第一种奔龙类恐龙,即赵氏小盗龙,其第一趾的位置相对较低,趾爪纤长、强烈弯曲且具屈肌结节,倒数第二趾节加长;前肢相对较长;股骨小转子基部发育副脊;尾椎较少,一般少于26 节,中部尾椎约是前部背椎长度的3-4倍;牙齿更加接近鸟类,前缘无锯齿,后部牙齿齿冠与齿根之间发育基部收缩。
2003年,徐星等人命名了一种新的小盗龙:顾氏小盗龙。 此外,顾氏小盗龙跖骨部分至少发育了14根大的羽毛,远端的羽毛不对称发育,近端的羽毛对称发育而且较短。 徐星等认为,顾氏小盗龙的发现提供了新的证据,表明奔龙类恐龙的基干类群是四翼动物,也许可以滑翔,代表了向积极飞行阶段发展的中间过渡类型。
命名与分类
命名
根据古生物化石的命名原则,小盗龙的第一名称原本为“古盗鸟”,但此名称背后牵涉到学术界著名的“古盗鸟事件”,故未被广泛接受。1999年,美方获取到一枚走私化石,并在美国《国家地理》(National Geographic)杂志作了介绍,宣称发现了一种新的有羽恐龙,并定名为“古盗鸟”。之后,徐星在鉴定一枚驰龙科化石时,发现该化石尾部与美国发表的“古盗鸟”化石的尾部一样,应来自同一块化石,美方发布的结论实际上是来自不同化石的拼凑。随即他便立即告知《国家地理》编辑部,美方论文被停止正式发表。“古盗鸟事件”的出现使得“古盗鸟”这一学名的来源与传统命名流程冲突,且涉及走私与伪造,故未被使用。2001年1月,权威科学期刊自然》(Nature)接受了徐星等人对小盗龙属(Microraptor)的命名。
分类
根据化石发现,小盗龙已被确认为蜥臀目驰龙科下的一属。不过,历史上由于羽龙属(Cryptovolans)下的唯一一种鲍氏羽龙(Cryptovolans pauli)曾被认为是赵氏小盗龙(Microraptor zhaoianus)的异名,故羽龙属曾被认为是小盗龙的异名,这种观点也得到了许多科学家的认可。但根据2016年的相关研究,科学家们发现羽龙属的尾椎为28-30块,而小盗龙属尾椎少于26节,且根据羽龙属的正羽化石发现它们的正羽的羽轴是两侧对称的,而小盗龙属是两侧不对称的,故学术界仍将二者分别归于小盗龙类(Microraptorinae)的两个不同的属中。
小盗龙属下已发现三个物种:小盗龙属(Micuoraptor gui)、赵氏小盗龙(Microraptor zhaoianus)和汉卿小盗龙(Microraptor hanqingi)。其中,赵氏小盗龙是最早建立的,由徐星建立于2000年,之后徐星在2003年建立了顾氏小盗龙,以桡骨发育明显的二头肌结节、很短的第一手指、强烈弯曲的耻骨及弓形弯曲的胫骨为特征而区别于赵氏小盗龙。2004年,有研究认为赵氏小盗龙和顾氏小盗龙的化石发现地较为接近,且缺失重要的解剖学特征差异,认为顾氏小盗龙应为赵氏小盗龙的异名,徐星后续也认为赵氏小盗龙与顾氏小盗龙的种间差异可能能被解释为个体变异,即两者不同的形态特征可能是由于不同的生长阶段的个体、标本保存状况及性别不同等原因导致的,处理为异名或许会更合适。
形态特征
体型
小盗龙截至2023年已知的个体最小的成年恐龙,体长为0.47-0.9米之间,体重约在0.4-3千克之间,翼展接近1米。小盗龙头颅尖而窄。吻部前突,牙齿前缘的小锯齿消失,后部牙齿齿冠和齿根间收缩,这可能有助于捕食。上颌骨孔较大,呈背腹向长的长椭圆状。颈部比较细,不是很长。前肢可折叠,且有两个锋利的爪子;后肢苗条有力,末端具有3个强有力的爪子。中部尾椎是背部尾椎的3-4倍,故其后肢较发达。股骨小转子基部有一附嵴。尾巴大,尾椎少于26节,尾巴超过了整个身长,呈蒲扇状。
小盗龙浑身带毛,身上长有两对翅膀,它们已经具有了一个结构上与现生鸟类相似的翼:前肢伸长,尺骨后弓。且前肢、后肢和尾部末端都覆盖具有分支结构的,形状与现代鸟类基本一致的,具有空气动力学功能的正羽(或称飞羽),且正羽羽轴两侧不对称。
羽型
该属恐龙前肢羽毛可区分为着生于手部的初级飞羽和着生于尺骨的次级飞羽,最长的初级飞羽达肱骨长度的2.7倍,次级飞羽亦长于肱骨。在第一趾上出现了相对飞羽较小的羽毛,同样具有羽毛的形态,一些中生代鸟类和现代鸟类在同样的位置生的是对飞行起重要控制作用、在低速滑翔时保持平衡作用的小翼羽。第1掌骨与肱骨间有翼膜形成,在现生鸟类中它可以防止前肢在迎风飞行时脱位或折断。
该属恐龙的飞羽也同样排列在后肢跖骨和胫骨上,形成了“后翼”,被认为是该属恐龙最重要的特征,因而学术界形象地将其也称为“四翼恐龙”,这种结构被认为具有明显的“飞行”作用。
该属恐龙还具有一个长而僵直的骨质尾,骨质尾的后部也生有长的尾羽,形成宽阔的表面,甚至可视为“第五翼”。
羽色
2012年3月,中国科学家李等人根据该属恐龙的新标本BMNHC PH881确定了该属恐龙的羽毛颜色,通过扫描电子显微镜技术分析该新标本中的黑色素体显示其羽毛颜色能泛出蓝黑色的荧光,且与现生椋鸟科(Sturnidae)动物类似,反射阳光后会变成缤纷的彩色。
分布栖息
小盗龙属分布于中国。关于鸟类飞行起源,科学家们主要提出了3种假说:地栖起源、斜坡起源和树栖起源。“地栖起源假说”最早由美国古生物学家威利斯顿(Williston)于1878年提出,认为鸟类的祖先是一类擅长奔跑的动物,飞行是在地面奔跑、跳跃中逐渐获得的,但该假说未解释地栖奔跑型量足动物是如何演化出长的前肢的。
“斜坡起源假说”是由美国学者戴尔(Dial)等提出,认为鸟类祖先在斜坡上运动时逐渐具有了拍打前肢的能力,最终前肢演化成了翅膀获得飞行能力,但该假说同样存在着与“地栖起源假说”相同的未能解释的原因。
“树栖起源假说”最初由美国古生物学家马尔什(Marsh)于1880年提出,认为鸟类的祖先在演化过程中逐渐适应了树栖生活,羽毛特别是前肢上的羽毛发育,提高了在树上到地面跳跃滑翔的能力,最终在滑翔中学会了拍打翅膀飞行,该假说能很好地解释起飞动力学的问题,且小盗龙属的化石为该假说提供了化石依据。由于该属恐龙巨大的“后翼”的腿很难在陆地上奔跑,所以这为其树栖生活习性提供了有力的证据。
古生物学
飞行行为
关于小盗龙的飞行能力:2005年,美国古生物学家萨克·查特吉(Sankar Chatterjee)认为动物若要滑翔或飞行,其翅膀必须是分开的双翼,如同“四翼飞机”一般,且它使用双翼的模型,计算出滑翔的可能模式,并提出小盗龙极可能使用周期起伏运动的方式来滑翔,即它们可能从树枝上俯冲,而以U形轨迹返回地面或另一颗树上,且除了双翼上的羽毛,胫骨与尾巴上的羽毛可能用来控制飞行途径与轨道,其后翼也可用来协助小盗龙的滑翔与飞行。同时,查特吉也使用电脑演算了小盗龙的飞行行为或者滑翔行为,并得出小盗龙拥有某种程度的动力飞行能力,所以理论上小盗龙除了滑翔以外,偶尔还能飞行。
尽管多数科学家都认为该属恐龙具有飞行动物应有的解剖学特征。但部分科学家认为,和现生鸟类相比,该属恐龙的飞行方式还不够先进。例如,该属恐龙的肩关节过于原始,故它不具有完全的扑翼式飞行能力。但另一部分科学家认为,该属恐龙的肩带呈弯曲状,这使得肩关节只能位于背部较高的位置,这会导致其翼几乎呈垂直向上,这可能是和现生鸟类相比更为先进的肩部解剖结构,再加上其前肢结构,可能表明该属恐龙具有真正的动力飞行能力。另外,2016年,科学家发现该属恐龙能够进行翼辅助倾斜的飞行行为、翼辅助的跳跃行为甚至地面发射行为。
截至2024年,综合小盗龙的形态特征,以及科学家们对其飞行方式和飞行能力的分析,表明小盗龙具有很高的滑翔能力,很可能也有简单的扇动翅膀飞行的能力。“四翼”可提供足够的上升力使之能有效地滑翔,而后翼和尾部末端扇形尾羽对滑翔速度具有有效地控制作用。
觅食行为
食性
根据小盗龙的化石胃里残留有鱼类的残骸以及白垩纪的一种四脚蛇(Indrasaurus)等,科学家们认为该属恐龙属于肉食动物,且科学家们经研究发现小盗龙的眼睛似乎适合夜间活动,说明它们可能在夜幕的掩护下进行捕猎。且根据2019年的新标本证明小盗龙的摄食方式是先吞食猎物的头部,这种方式与现代肉食鸟类和蜥蜴的摄食方式类似。此外,科学家们发现与近鸟臀目(Anchiornis)不同的是,其无法消化猎物的毛发及骨头碎片。
捕食方式
由于小盗龙的后肢羽毛长,大部分研究人员推测这将妨碍小盗龙在地面的活动、行走。而前肢的长羽毛,也限制住前肢、手腕的活动范围。且在2010年,美国学者科温·沙利文(Corwin Sullivan)等人研究手盗龙类的手腕关节时,推测出即使小盗龙的前肢收起于身体两侧,其前肢羽毛仍会拖曳在地面,而当前肢呈攻击猎物姿态时,其前肢羽毛也会接触到地面。只有当前肢高举时、或是将上臂往后摆时,才能避免将前肢羽毛碰触到地面。因此在生理结构上,小盗龙无法使用有指爪的前肢捕抓猎物,或是抓取物体。所以,有些古生物学家提出小盗龙可能是通过从树枝上俯冲下来,并攻击或伏击地面上的小型猎物。同时查特吉等科学家也排除了小盗龙从地面上起飞的可能性,原因在于其肩膀关节缺乏飞行的适应演化,不能用前肢产生足够的垂直摆动来飞离地面,这也证明了小盗龙可能采取的是从树枝上俯冲下来的行为来攻击或伏击地面上的小型猎物。
相关争议
此外,由于科学家们根据化石推测顾氏小盗龙擅长捕鱼的行为,故驳斥了“小盗龙仅在树林中狩猎”的旧观点。同时,通过相关标本进一步发现了顾氏小盗龙下颌骨的前三颗牙齿是斜向前的,认为这一特征表明了小盗龙经常摄食鱼类。故科学家们得出结论,该属恐龙是一种机会主义的摄食者,通常会在树栖栖息地和水栖栖息地进行捕食行为。但2022年,Hone等科学家对这种“小盗龙会在树栖栖息地和水栖栖息地进行捕食行为”的观点提出了质疑,认为食性并不能证明其捕食范围。
求偶行为
科学家们在检测小盗龙羽毛时,找到了一种长分子结构,这使其羽毛能发出蓝黑色的荧光,有点像乌鸦的羽毛,这是发现最早的动物羽毛能发出荧光色,科学家由此推测,荧光色有助于交流及求偶行为。
灭绝原因
群体灭绝
小盗龙属中的顾氏小盗龙灭绝于白垩纪-古近纪的生物大灭绝,其灭绝原因主要是多次以异常、微量元素异常和氧同位素异常为标志的环境变化引起的,短期和长期地球化学环境的不断恶化,导致白垩纪生物界的巨大变化并使整个恐龙群体无法正常繁殖后代而逐渐灭绝。
事件推演
关于白垩纪灭绝事件的成因,科学家们提出了无数个理论,例如马斯特里赫特阶海退事件、小行星撞击说、海平面升降说、火山喷发说、致命病菌说、气候变迁说、物种斗争说、大陆漂移说、地磁变化说、被子植物门中毒说、酸雨说、造山运动说、超新星爆发说等。
但科学家们普遍认可的是陨星撞击说,即地球白垩纪末可能遭受过一次来自太空的石陨石的撞击,并造成了恐龙的灭绝,且科学家们通过铱的含量推算出撞击的物体应该是直径10公里左右的一颗小行星,其撞击使地球发生里氏10级的地震,且科学工作者于中美洲尤卡坦半岛地层中找到了可能由于陨石撞击所造成的一个大坑以证明陨星撞击说的观点。此外,还有科学家测量了钌的丰度,测量结果也有利于佐证陨星撞击说。
尘埃假说
尽管科学家们已普遍认可了形成墨西哥尤卡坦契克苏卢博陨石坑的灾难性陨石撞击事件与白垩纪古近纪的生物灭绝相联系,但这种联系的因果关系并不确定。尽管有少数科学家提出了其他几种K-T边界撞击灭绝事件作用机制,但多数科学家认可尘埃假说。尘埃假说是由美国沃尔特·阿尔瓦雷茨(Alvarez)等科学家于1980年提出,该假说认为全球食物链破坏是由于硅酸盐尘埃喷入平流层阻挡了阳光,引起光合作用停止所致。但根据随后的科学家对陨石撞击所造成的尘埃推算出若该小行星的直径只有在大于或等于3千米时,所撞击出的尘埃才会对地球有重要的影响,因此,在没完全确定小行星直径的时候,尘埃假说并不能完全成立。
主要价值
小盗龙属于长有羽毛的非鸟恐龙,具有重要的科研价值。它们是鸟类起源的重要证据之一,其出现弥补了鸟类进化过程中很多缺失的环节,其为古生物学家提供从恐龙到鸟类飞行起源的证据以及在恐龙演化过程中不同羽毛出现的作用。从小盗龙等似鸟恐龙以及早期鸟类的后肢发育粗大的飞羽排列方式,特别是腿羽化石,可得出恐龙在向鸟类演化的过程中,经历了一个“四翼”阶段,这一“四翼”形态很可能帮助恐龙脱离地面,飞向蓝天。故小盗龙的发现有力的反击了鸟类飞行起源地栖说,即1879年美国著名古生物学家威利斯顿于1879年提出的关于鸟类飞行起源的假说。
相关文化
2006年,英国ITV制作的电视节目《史前公园》(Prehistoric Park)中,小盗龙在系列节目的第三集中出现。2024年是中原地区农历甲辰龙年,中国国家自然博物馆推出了“甲辰龙年生肖文化联展”,其中展出的19件精品化石和生动物标本中就有顾氏小盗龙化石。
参考资料
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史前公園.中文百科.2024-02-11
目录
概述
起源演化
命名与分类
命名
分类
形态特征
体型
羽型
羽色
分布栖息
古生物学
飞行行为
觅食行为
求偶行为
灭绝原因
群体灭绝
事件推演
尘埃假说
主要价值
相关文化
参考资料