论文部分内容阅读
摘要:恐龙生活在中生代,统治地球长达1.6亿年,在这期间,恐龙的进化之说一直局限于"鸟类起源说",恐龙颜色的探讨,能更深入地了解恐龙进化之谜,更加准确地解释鸟类起源,我们对恐龙颜色的研究,可以突破恐龙进化之谜,解释恐龙当时所处的古生代的古气候、古环境,将研究领域扩大到地壳运动、板块构造等。
关键词:赫氏近鸟龙;鸟类;颜色;复原图;羽毛
动物的颜色是动物所处环境的直观反映,它是动物体毛的体现。恐龙作为中生代地球的统治者,主宰地球 1.6 亿年之后又突然灭绝,写下了生物史上令人费解的一章。恐龙的颜色是否在进化过程中受当时的气候、周围环境、生活习性等的影响,恐龙的颜色跟鸟类的起源具有怎样的联系?
1856年,英国著名博物学家赫胥黎提出一个惊人的观点:“鸟类起源于恐龙。”在这一百四十多年里,世界各地著名的古生物学家不断寻找证据证明这个惊人的观点,而作为证据的重要标志就是恐龙是否具有鸟类所特有的羽毛,随着始祖鸟,中华龙鸟,尾羽龙等化石的不断出现,这一观点不断地得到论证。
一、恐龙化石的复原依据
恐龙羽毛颜色的研究始自2006年丹麦科学家雅各布·温瑟尔的一项发现。如今身为耶鲁大学研究人员的他回忆道:“我用电子显微镜观察距今1.5亿年的枪乌贼化石的墨囊时,发现了一些会令人联想到黑色素的痕迹,就是那种今天人们从乌贼体内提取用来制作墨汁的黑色素。”于是,他想到从鸟类化石中寻找相类似的痕迹。直到2007年,终于在距今6500万年的恐龙羽毛中找到了这类物质。黑色素有两种,一种为真黑色素,呈1微米长的棒状结构;另外一种为褐黑色素,为直径500纳米的球状结构。两者组合成以灰色和棕色为主的色调。在显微镜的物镜下,这些痕迹现出原形。每种化石所具有的黑色素复原出不同的化石,利用恐龙化石的黑色素和鸟类化石的黑色素进行对比,我们应该可以发现两种黑色素之间有着密切的联系,恐龙化石复原图展现的颜色就是当今鸟类所特有的颜色,通过化石保存的黑色素复原恐龙化石,为鸟类起源于恐龙做出了更全面的解释。
二、复原图的研究
赫氏近鸟龙外表奇特,它的个头不及鸽子,一身黑白色羽毛,远没有橙色戴胜鸟的羽毛绚丽。它有着带坚固脊椎骨的尾巴和满嘴尖牙,是如假包换、名副其实的恐龙。
2009年9月,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星在辽宁省建昌县玲珑塔地区发现了距今约1.6亿年的“带毛恐龙”化石,这是迄今已知世界上最早的、长有羽毛的恐龙——赫氏近鸟龙。较之以往在“热河生物群”中最早的“带毛恐龙”中华龙鸟的时代要早约2000至3000万年,较之以往所知世界上最早的鸟类要早约几百万年至1000万年。
国内外研究成果:
恐龙颜色的研究开始于赫氏近鸟龙的发现,赫氏近鸟龙羽毛的颜色是首次提取自1.5亿年历史的的化石,而非出自某古生物学家的推测,该项成就引发了古生物学界的一场革命。对此,研究工作的参与者之一、美国耶鲁大学羽毛化石专家理查德·普鲁姆一言以蔽之:“我们已经合成出恐龙的三维图,现在又破解了恐龙羽毛颜色之谜。”恐龙化石内保存比较完好的黑素体的发现,人们便开始加紧复原灭绝恐龙的羽毛颜色。这并非只是出于审美需要,因为羽毛的颜色除了在诸如求偶或伪装上起着决定作用外,还是揭示恐龙行为的关键点之一,而古生物学家在这方面的线索寥寥无几。正当雅各布·温瑟尔加入耶鲁大学的美国研究小组时,英国与爱尔兰的一个研究小组根据从中国辽宁借来的中华龙鸟、中国鸟龙及孔子鸟的化石第一次展示了首批带有颜色的化石样本。由于没有中华龙鸟、中国鸟龙和孔子鸟的化石样本,美国研究人员在2009年底开始研究刚出土的赫氏近鸟龙。利用将化石中的色素分布直接转化为色彩的统计分析法,研究小组复原了这种小型恐龙全部羽毛的颜色,而这种方法通过在现生鸟类羽毛上进行测试也被证明是有效的。
由于黑色素耐久性强,在化石中保存良好,而且在所有的脊椎动物身上都能找到,因此利用它便有可能将恐龙的羽毛乃至鳞片、皮肤和毛发等的颜色全部复原。当然,利用黑色素还不足以百分之百地复原恐龙的颜色。雅各布·温瑟尔研究小组的“色彩专家”、美国俄亥俄州阿克伦大学生物学家马修·肖基指出:“红色类胡萝卜素不会形成化石,但是可以从化学痕迹中推断出来。而且,即便产生蓝色和绿色的结构性颜色保存得极差,我们还是可以从4000万年前的羽毛中找到它们。”
国内外合作:
“与我们合作的阿克伦大学的教授建立了一个黑素体数据库,都是从现代鸟类的不同颜色的羽毛中提取的样品,对黑素体的不同指标进行统计分析。而我们的主要工作就是对这些黑素体大小、长度、形状进行测量和统计。然后将数据交给阿克伦大学,他们将黑素体这种大小为千分之一毫米的粒子形状和密度与现代鸟类进行了对比研究。”
赫氏近鸟龙的化石填补了恐龙向鸟类进化史上关键性的空白,这种新的发现给恐龙羽毛进化历史提供了大量的洞察信息。徐星说:“羽毛是定义鸟类的重要特征,此次所发现的化石上清晰的羽毛印痕,证明在侏罗纪时代像鸟一样的恐龙就已经出现,这使得鸟类起源的时间更加明晰。”科学家发现,赫氏近鸟龙同时生有两种羽毛,一种被称作“恐龙绒毛”,生长在它的头部和颈部,看起来就像豪猪的刚毛;另一种则跟现代鸟类羽毛结构基本相似,有许多细毛从羽干上长出来。
三、恐龙颜色探讨的意义
恐龙的颜色不同于羽毛,它既是羽毛的代表,又是物种进化过程中身体发生变化的外在体现,恐龙颜色的探讨可以解释我们以前对鸟类起源研究的疑惑,目前研究恐龙的领域,大多都是局限于鸟类的起源,通过恐龙颜色研究,我们可以将恐龙的研究发展到其他的不同领域,例如恐龙除了进化为鸟类之外是否还有可能向其他生物进化?不同恐龙有什么与众不同的生活习性以及这些生活习性对以后生物的生活有何影响呢?恐龙对我们传统资源的形成做出了什么样的贡献等。利用恐龙颜色这方面的研究我们能了解中生代的生物、气候、环境等,还能利用恐龙颜色反映出当时地壳运动、地球演变,推断古环境形成、古地理重要形态,除了这些研究领域,我们可以通过恐龙颜色探头,又可以进行其他什么研究呢?
参考文献
[1]童岱.追溯恐龙的颜色[N].北京科技报,2010-03-28(018).
[2]刘冕.恐龙全身羽毛颜色首次完整复原[N].北京日报,2010-03-11(009).
[3]李鹏.羽毛恐龙现形[N].北京科技报,2009-10-12(031).
[4]杜远生,童金南.古生物地史学概论(第二版)[M].武汉:中国地质大学出版社,2009.
关键词:赫氏近鸟龙;鸟类;颜色;复原图;羽毛
动物的颜色是动物所处环境的直观反映,它是动物体毛的体现。恐龙作为中生代地球的统治者,主宰地球 1.6 亿年之后又突然灭绝,写下了生物史上令人费解的一章。恐龙的颜色是否在进化过程中受当时的气候、周围环境、生活习性等的影响,恐龙的颜色跟鸟类的起源具有怎样的联系?
1856年,英国著名博物学家赫胥黎提出一个惊人的观点:“鸟类起源于恐龙。”在这一百四十多年里,世界各地著名的古生物学家不断寻找证据证明这个惊人的观点,而作为证据的重要标志就是恐龙是否具有鸟类所特有的羽毛,随着始祖鸟,中华龙鸟,尾羽龙等化石的不断出现,这一观点不断地得到论证。
一、恐龙化石的复原依据
恐龙羽毛颜色的研究始自2006年丹麦科学家雅各布·温瑟尔的一项发现。如今身为耶鲁大学研究人员的他回忆道:“我用电子显微镜观察距今1.5亿年的枪乌贼化石的墨囊时,发现了一些会令人联想到黑色素的痕迹,就是那种今天人们从乌贼体内提取用来制作墨汁的黑色素。”于是,他想到从鸟类化石中寻找相类似的痕迹。直到2007年,终于在距今6500万年的恐龙羽毛中找到了这类物质。黑色素有两种,一种为真黑色素,呈1微米长的棒状结构;另外一种为褐黑色素,为直径500纳米的球状结构。两者组合成以灰色和棕色为主的色调。在显微镜的物镜下,这些痕迹现出原形。每种化石所具有的黑色素复原出不同的化石,利用恐龙化石的黑色素和鸟类化石的黑色素进行对比,我们应该可以发现两种黑色素之间有着密切的联系,恐龙化石复原图展现的颜色就是当今鸟类所特有的颜色,通过化石保存的黑色素复原恐龙化石,为鸟类起源于恐龙做出了更全面的解释。
二、复原图的研究
赫氏近鸟龙外表奇特,它的个头不及鸽子,一身黑白色羽毛,远没有橙色戴胜鸟的羽毛绚丽。它有着带坚固脊椎骨的尾巴和满嘴尖牙,是如假包换、名副其实的恐龙。
2009年9月,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星在辽宁省建昌县玲珑塔地区发现了距今约1.6亿年的“带毛恐龙”化石,这是迄今已知世界上最早的、长有羽毛的恐龙——赫氏近鸟龙。较之以往在“热河生物群”中最早的“带毛恐龙”中华龙鸟的时代要早约2000至3000万年,较之以往所知世界上最早的鸟类要早约几百万年至1000万年。
国内外研究成果:
恐龙颜色的研究开始于赫氏近鸟龙的发现,赫氏近鸟龙羽毛的颜色是首次提取自1.5亿年历史的的化石,而非出自某古生物学家的推测,该项成就引发了古生物学界的一场革命。对此,研究工作的参与者之一、美国耶鲁大学羽毛化石专家理查德·普鲁姆一言以蔽之:“我们已经合成出恐龙的三维图,现在又破解了恐龙羽毛颜色之谜。”恐龙化石内保存比较完好的黑素体的发现,人们便开始加紧复原灭绝恐龙的羽毛颜色。这并非只是出于审美需要,因为羽毛的颜色除了在诸如求偶或伪装上起着决定作用外,还是揭示恐龙行为的关键点之一,而古生物学家在这方面的线索寥寥无几。正当雅各布·温瑟尔加入耶鲁大学的美国研究小组时,英国与爱尔兰的一个研究小组根据从中国辽宁借来的中华龙鸟、中国鸟龙及孔子鸟的化石第一次展示了首批带有颜色的化石样本。由于没有中华龙鸟、中国鸟龙和孔子鸟的化石样本,美国研究人员在2009年底开始研究刚出土的赫氏近鸟龙。利用将化石中的色素分布直接转化为色彩的统计分析法,研究小组复原了这种小型恐龙全部羽毛的颜色,而这种方法通过在现生鸟类羽毛上进行测试也被证明是有效的。
由于黑色素耐久性强,在化石中保存良好,而且在所有的脊椎动物身上都能找到,因此利用它便有可能将恐龙的羽毛乃至鳞片、皮肤和毛发等的颜色全部复原。当然,利用黑色素还不足以百分之百地复原恐龙的颜色。雅各布·温瑟尔研究小组的“色彩专家”、美国俄亥俄州阿克伦大学生物学家马修·肖基指出:“红色类胡萝卜素不会形成化石,但是可以从化学痕迹中推断出来。而且,即便产生蓝色和绿色的结构性颜色保存得极差,我们还是可以从4000万年前的羽毛中找到它们。”
国内外合作:
“与我们合作的阿克伦大学的教授建立了一个黑素体数据库,都是从现代鸟类的不同颜色的羽毛中提取的样品,对黑素体的不同指标进行统计分析。而我们的主要工作就是对这些黑素体大小、长度、形状进行测量和统计。然后将数据交给阿克伦大学,他们将黑素体这种大小为千分之一毫米的粒子形状和密度与现代鸟类进行了对比研究。”
赫氏近鸟龙的化石填补了恐龙向鸟类进化史上关键性的空白,这种新的发现给恐龙羽毛进化历史提供了大量的洞察信息。徐星说:“羽毛是定义鸟类的重要特征,此次所发现的化石上清晰的羽毛印痕,证明在侏罗纪时代像鸟一样的恐龙就已经出现,这使得鸟类起源的时间更加明晰。”科学家发现,赫氏近鸟龙同时生有两种羽毛,一种被称作“恐龙绒毛”,生长在它的头部和颈部,看起来就像豪猪的刚毛;另一种则跟现代鸟类羽毛结构基本相似,有许多细毛从羽干上长出来。
三、恐龙颜色探讨的意义
恐龙的颜色不同于羽毛,它既是羽毛的代表,又是物种进化过程中身体发生变化的外在体现,恐龙颜色的探讨可以解释我们以前对鸟类起源研究的疑惑,目前研究恐龙的领域,大多都是局限于鸟类的起源,通过恐龙颜色研究,我们可以将恐龙的研究发展到其他的不同领域,例如恐龙除了进化为鸟类之外是否还有可能向其他生物进化?不同恐龙有什么与众不同的生活习性以及这些生活习性对以后生物的生活有何影响呢?恐龙对我们传统资源的形成做出了什么样的贡献等。利用恐龙颜色这方面的研究我们能了解中生代的生物、气候、环境等,还能利用恐龙颜色反映出当时地壳运动、地球演变,推断古环境形成、古地理重要形态,除了这些研究领域,我们可以通过恐龙颜色探头,又可以进行其他什么研究呢?
参考文献
[1]童岱.追溯恐龙的颜色[N].北京科技报,2010-03-28(018).
[2]刘冕.恐龙全身羽毛颜色首次完整复原[N].北京日报,2010-03-11(009).
[3]李鹏.羽毛恐龙现形[N].北京科技报,2009-10-12(031).
[4]杜远生,童金南.古生物地史学概论(第二版)[M].武汉:中国地质大学出版社,2009.