2月13日，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所与福建省地质调查研究院联合发布最新研究成果：通过对福建省政和动物群发现的侏罗纪鸟类化石的研究，发现全球最古老的鸟类之一——“政和八闽鸟”，也是迄今唯一确切的侏罗纪鸟类，揭示了现代鸟类的体型结构在侏罗纪晚期（距今1.5亿年）就已经出现，该研究将以尾综骨为代表的鸟类重要特征出现的时间提早了近2000万年。中国发现全球最古老鸟类「政和八闽鸟」，将鸟类起源时间提早近 2000 万年，这一发现有哪些重要意义？
非常有意义的发现！
要深入了解这个发现的重大意义，需要先了解鸟类的演化过程。
大多数人往往只知道鸟类是恐龙的一支，再详细点可能了解始祖鸟，再细化就不知道。
但恐怕很多人不知道，始祖鸟几乎要被开除鸟籍了。即便不开除鸟籍，也不是最早的鸟类。
这是始祖鸟：
这是今天的鸟类：
始祖鸟和今天的鸟类，一眼看过去的最大区别是什么？
是尾巴！
始祖鸟（左）和今鸟（右）骨骼对比，py即为尾综骨
虽然始祖鸟的尾巴上也有羽毛，但它们的骨骼是完整的一整个长条，和非鸟恐龙的长尾巴是相似的。
然而，今鸟的尾骨却有部分椎骨愈合成了尾综骨（pygostyle）。
这对鸟类的飞行至关重要，这个我们后面再说。
始祖鸟和今天的鸟类，都属于恐龙总目（Dinosauria）-兽脚亚目（Theropoda）-虚骨龙类 （Coelurosauria）-手盗龙类（Maniraptora）-近鸟类（Paraves）。
近鸟类下面分支出鸟翼类（Avialae）和恐爪龙类（Deinonychosauria）。
学术界一般把鸟翼类当成广义上的鸟类。
即便最原始的鸟翼类，羽毛和今天的鸟类都已经非常接近，尤其是不对称飞羽。
两个长的羽毛分别是飞羽（左）和尾羽（中），仅尾羽对称
不对称飞羽具有非常关键的飞行优势：
- 往上振翅时，窄边降低阻力，往下振翅时，宽边增加阻力（也即增加升力）。
恐爪龙是与鸟类关系最近的非鸟恐龙。
大名鼎鼎的伤齿龙和驰龙就属于恐爪龙类，一个是恐龙中智力最高，一个是近鸟龙中地面战力最高，著名的迅猛龙（伶盗龙）便属于驰龙。不过也有观点认为，伤齿龙和鸟类较近[1]。
虽然传统的研究把始祖鸟归类到鸟翼类（Avialae）[2] [3] [4] [5]，然而自从2011年中科院古脊所（徐星院士团队）一篇《nature》上的论文认为始祖鸟与恐爪龙更接近后，始祖鸟划分到恐爪龙下的接受度也越来越高[6] [7]。
鸟翼类一般定义为包括鸟类但不包括恐爪龙的鸟类冠群。
在鸟翼类和恐爪龙最晚共同祖先逐渐演化出鸟类的过程，其生理构造是从恐龙特征一步步发展成鸟类特征的。
鸟类演化，及关键特征
不同恐龙总目的叉骨对比：腔骨龙、霸王龙、迅猛龙、始祖鸟、鸽子
恐龙的喙，细小的牙齿，长长的尾巴，三趾长爪，叉骨张角更大，无龙骨突等等，这些都是非鸟恐龙的特征。距离今鸟越近这些特征越少，距离恐爪龙越近，这些特征越多。
始祖鸟除了羽毛和现代鸟类非常接近外[8]，其它特征和恐爪龙接近。
这种过渡状态，是学者对它分类出现“薛定谔的始祖鸟”现象的根本原因。
始祖鸟的不对称飞羽
从走地鸟到飞鸟的过程中，通过不对称飞羽获得足够扑腾能力的始祖鸟，并不见得能真正的飞行。
一般认为，始祖鸟拥有的是扑翼跳跃和短距离滑翔的能力。
早期的研究过于唯羽毛论，因此始祖鸟才长期判断为鸟类。目前唯羽毛论依旧具有强大的惯性，例如，1.61亿年前，最早的拥有不对称羽毛的巨嵴彩虹龙（Caihong juji）[9]，发现时便直接归类为鸟翼类。
但也有的古生物学家认为，它应该和始祖鸟等独立于鸟翼类之外。
巨嵴彩虹龙
所以，如果始祖鸟不开除鸟籍，它也不可能是最早的鸟类。
总的来说，虽然有的古生物学者把包括始祖鸟在内的所有传统鸟翼类，都称为鸟类。但也有的古生物学者并不认同这种看法，尤其是在严肃层面讨论时，往往会把始祖鸟等恐龙特征较多的排除在外。
也有古生物学者干脆把所有距离今天鸟类更近，距离恐爪龙更远的鸟类，统一归类进入真鸟翼类（Euavialae）。
这样完全不管那些更“混沌”的过渡类群，似乎更有益于对鸟类的分类。
从演化关系可以看出，整个真鸟翼类，除了吉祥鸟和会鸟（也常常归类在尾综骨类中），剩下的就是尾综骨鸟类。
吉祥鸟[10]鸟喙接近现代鸟类（可能是趋同进化，当时的鸟类祖先还有牙齿），长尾巴。
但有个关键特征，前肢和后肢比例高，达到1.31倍，比近鸟龙高（通常80%）。
不过这还是比今天鸟类1.5以上低一些（今天鸟类这个比值最高可以达到10以上，飞行能力强的一般能达到2~3）。
吉祥鸟
吉祥鸟算不算严格意义上的鸟类，不同古生物学者同样看法不同。
但至少，比其更加先进的尾综骨鸟类，可以算是严格意义上的鸟类。
比起更早的过渡种类，尾综骨鸟类都有着非常优秀的飞行生理特征。
过去的化石发现，尾综骨鸟类中最原始类群，出现的时间在1.3亿年前左右，最早不超过1.4亿年，以孔子鸟（Confuciusornithidae）为代表[11] [12]。
正是因为孔子鸟相比起始祖鸟距离今天的鸟类更近，而且属于更加严格的鸟类，因此它在鸟类进化史上的名气（学界），仅次于始祖鸟。
除了有研究认为孔子鸟除了肌肉力量不行外（这也是原始尾综骨鸟类中比较普遍的特征），其几乎具有鸟类所有的其他飞行能力特征。
因此，我们认为它属于严格上的鸟类，并没有什么问题。
白垩纪与侏罗纪的地质年代时间界限在1.45亿年前。
这意味着，严格范畴上的鸟类，在过去只出现在白垩纪。
不过古生物学家，在孔子鸟几乎同时代，也即1.3亿年前，发现了另外一种更为先进的鸟类——原羽鸟（Protopteryx）[13] [14]。
原羽鸟与人类手掌大小对比
原羽鸟能够在天空自由飞翔，飞行能力和今天的鸟类非常接近。
这意味着，在1.3亿年前一定会有更加原始的尾综骨鸟类。
但这种鸟类人类一直都没有被发现。
而且最早的尾综骨鸟类，究竟出现在白垩纪早期，还是侏罗纪晚期，同时也有一个巨大的悬念。
这个悬念，再一次被中国古脊所（这次是王敏团队）揭开。
更早的尾综骨鸟类的确出现在更早，而且就在侏罗纪晚期。
他们发现的政和八闽鸟（Baminornis zhenghensis），出现的时间在1.5亿年前。足足比之前发现的最早尾综骨鸟类（至于是否是今鸟型类，放在后面讨论），提前了2000万年，直接跨越进入了侏罗纪[15]。
政和八闽鸟化石和骨骼：
政和八闽鸟复原：
政和八闽鸟的尾综骨已经有了现代鸟类的典型特征，有理由相信，它们是一种能飞行的鸟类。
尾综骨之所以对鸟类飞行非常的重要，主要原因在于，尾综骨不仅减轻了鸟类的体重，还使得鸟类的重心更加的往前，移到翅膀下，从而更加的有利于飞行。
一些滑翔的近鸟龙，由于有很重的尾巴，为了能够滑翔，腿部也长有飞羽，可以称它们是四个翅膀的“鸟”。
四翼的小盗龙
尾综骨还有利于附着肌肉，使得鸟类后肢和尾骨能够独立运动。
这使得鸟类在飞行时，对尾羽的控制更加的灵活自如，从而大大提升飞行时的微操能力。
不仅有利于平衡，还有利于进行升降、转弯等各种动作的转换。
现代鸟类飞行时的尾部微操：
总之，进化出尾综骨对尾羽、肌肉的集中附着，以及精细操控都至关重要。
鸟类不能没有尾羽，就像飞机不能没有尾翼一样。
甚至可以说，进化出尾综骨就是鸟类仅次于进化出翅膀的飞行革命。
当然，我们也不得不注意到的是，假如政和八闽鸟仅仅只是基干尾综骨鸟类，那么它和孔子鸟一样，其实都是没有龙骨突的。这使得它们难以像今天的鸟类那样，进化出非常发达的肌肉用来飞行。
要提升飞行能力，就需要强大的胸肌，而强大胸肌的必要条件就是龙骨突。前面我提到的人类手掌大小的原羽鸟，正好就是最原始的鸟胸骨类（Ornithothoraces）[16]。
虽然原羽鸟的龙骨还没有今天鸟类的发达，但已经足以附着发达的肌肉
然而，我们也不得不注意到的是，政和八闽鸟的叉骨特征，给它是不是鸟胸骨类留下了巨大的悬念。
因为它的叉骨特征，具有今鸟型类的特征。
所谓今鸟型类，就是今天所有鸟类的总称。
鸟胸骨类下面仅仅只有今鸟和反鸟两个分支，反鸟已经全部灭绝。
顾名思义，反鸟和今鸟最典型的区别，在于肩胛骨和乌喙骨的结合方式是相反的。
今鸟接合部的乌喙骨凹进，肩胛骨突出。而反鸟类则为相反，乌喙骨凸出，肩胛骨凹进。
两种不同的结合方式，可能并没有令它们出现大的生存差异
不过除了乌喙骨之外，叉骨的形状也能反映出今鸟和反鸟的区别。
政和八闽鸟的叉骨和今鸟很相似。
政和八闽鸟的叉骨（左上）
鸟类的叉骨和乌喙骨（从上到下）：始祖鸟、反鸟、今鸟
相对于完整的今鸟骨骼以及确切的龙骨突，仅仅只有近似于今鸟型的叉骨，其实直接判定成今鸟型类，我个人认为证据还是有些不足。而且发现的是一堆散骨，相比起完整的骨骼，无法实锤。
不过，最早的今鸟和反鸟都是出现在1.3亿年前，把政和八闽鸟考虑成尾综骨类到鸟胸骨类的过渡型，是比较合适。至于，是否是真正的鸟胸骨类，依旧需要更多的化石发现。
但至少政和八闽鸟的发现，证明了：
鸟类是从1.5亿年前的侏罗纪晚期掌握了飞上天空的能力，经过2000万年的进化，才在1.3亿年前的白垩纪早期征服天空。当然，如果它真的是今鸟型的话，则可能早在1.72–1.64亿年前起源，并在1.5亿年前征服天空。
而且如果真的是后者的话，说明1.6亿年前还有大量的化石空缺。
果然古生物是填了一个坑，造出了更多的坑。
1990年以来，鸟类演化史上的很多重大空缺都是在中华大地上填补的。
从某种意义上来说，中华大地简直就是鸟类的摇篮。
鸟类演化的过程，其实还有更多细节需要填写，期待咱中国学者更多的精彩发现。
参考
- ^Godefroit, Pascal, et al. "A Jurassic avialan dinosaur from China resolves the early phylogenetic history of birds." Nature 498.7454 (2013): 359-362.
- ^Gauthier, Jacques, and Kevin De Queiroz. "Feathered Dinosaurs, Flying Dinosaurs, Crown Dinosaurs and the Names" Aves"." New perspectives on the origin and early evolution of birds: proceedings of the international symposium in honor of John H. Ostrom. Peabody Museum of Natural History, Yale University, 2001.
- ^Wellnhofer, Peter. "A short history of research on Archaeopteryx and its relationship with dinosaurs." Geological Society, London, Special Publications 343.1 (2010): 237-250.
- ^Brusatte, Stephen L., Jingmai K. O’Connor, and Erich D. Jarvis. "The origin and diversification of birds." Current Biology 25.19 (2015): R888-R898.
- ^Foth, Christian, Helmut Tischlinger, and Oliver WM Rauhut. "New specimen of Archaeopteryx provides insights into the evolution of pennaceous feathers." Nature 511.7507 (2014): 79-82.
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- ^Carney, Ryan M., et al. "New evidence on the colour and nature of the isolated Archaeopteryx feather." Nature Communications 3.1 (2012): 637.
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