鳞片、羽毛和恐龙－徐星研究员应邀为《自然》撰写评论文章

日期 2006-03-20　来源：地学部　作者：刘羽姚玉鹏　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　应英国《自然》杂志邀请，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员在3月16日出版的《自然》杂志上，发表了题为“鳞片、羽毛和恐龙”的评论文章，对同期发表的德国学者格里奇（Gohlich）与美国学者恰配（Chiappe）博士有关羽毛演化的最新成果进行了评价。《自然》杂志的“新闻与观点”栏目是该杂志最受关注的栏目之一。该栏目针对自然科学领域一些最新的重要成果，邀请相关领域的权威进行评价，介绍成果的重要性，分析已有研究的局限和不足之处，并指出未来研究的方向。32岁获得国家杰出青年基金资助（批准号：40125006）青年学者徐星，应邀为该栏目撰写评论文章，说明徐星研究员在该领域的研究得到了充分肯定，已成为国际该领域的学术带头人之一。　　近年来由于带羽毛恐龙化石的发现以及发育生物学的进展，有关羽毛起源及其早期演化的研究有了巨大进展。从化石保存的羽毛形态在已知系统树的分布情况来看，原始羽毛为简单的纤维状结构，出现在虚骨龙类演化的早期。随后的一个重要演化事件是羽轴和由羽枝与羽小枝组成的羽片的出现。从目前资料来看，这一事件发生在手盗龙类演化的早期。最后，具有飞行特征的羽毛在真手盗龙演化早期出现，羽毛主要特征在鸟类起源之前都已进化产生，羽毛是定义包括鸟类在内的整个虚骨龙类的一个特征。这一演化图景得到了分子生物学和胚胎发育学资料的支持。　　在3月16日出版的《自然》杂志上，德国学者格里奇（Gohlich）与美国学者恰配（Chiappe）博士通过研究一件发现于德国索伦霍芬上侏罗统地层中的小型虚骨龙类化石标本，提出了羽毛早期演化过程可能要比我们已知的更为复杂。索伦霍芬上侏罗统地层中曾经过产出著名的始祖鸟化石，此次发现的小型恐龙被命名为侏罗猎龙，是世界上保存最完美的侏罗纪小型猎食龙类，它和发现于我国的长有原始羽毛的中华龙鸟是近亲，同属美颌龙科。按照目前的羽毛演化模型推测，侏罗猎龙应该发育简单的纤维状羽毛；但在侏罗猎龙的化石标本上没有保存羽毛印痕，相反，却在尾部与后肢保持着清晰的鳞片状皮肤印痕。这一信息与当前有关羽毛演化模型的推测相互矛盾。格里奇与恰配博士认为，这说明了羽毛早期演化过程可能比我们已知的要复杂。现生鸟类几乎全身覆盖羽毛，但在原始的祖先类群中可能有所不同，羽毛在某些原始虚骨龙类身体上的着生范围可能具有较大变异性。徐星在评论性文章中指出，一些重要生物结构的早期演化过程确实较为复杂，经常出现试验性现象，比如哺乳动物耳区的演化。他认为在虚骨龙类早期演化阶段，羽毛多次独立发生或者在出现后又缺失，重新演化出鳞状皮肤，或者某些种类仅仅在身体一部分发育羽毛，这几种演化现象有可能存在。无论是哪种现象，都表明羽毛早期演化处于不稳定阶段，非常复杂。　　在评论文章中，徐星研究员同时提出了另外一种可能性来解释现有资料。他认为，如果目前推测的侏罗猎龙的系统发育位置发生变化，处于系统树的更基部，那么，以上的复杂解释将不再必要。相反，这将回答羽毛演化研究的另外一个重要问题：羽毛最初的起源点在何处。进化研究的一个主要内容是追寻主要生物结构的演化历史：何时最早出现？最早出现在什么系统位置上？以何种形式出现？就羽毛演化而言，尽管已有信息表明羽毛在虚骨龙类演化早期已经出现，但我们尚不知羽毛最早何时出现。徐星研究员认为，从目前已知的形态学信息、虚骨龙类的发育模式以及相关的系统学分析来看，侏罗猎龙有可能比格里奇与恰配博士认为的要原始。如果是这样，这将从系统发育的角度解决羽毛演化的起源点问题，最终确定羽毛最早出现于虚骨龙类演化早期，而不是更早。　　徐星同时指出，未来这一研究领域的重点将集中于侏罗纪中晚期。过去30年来有关鸟类起源研究的证据主要来自白垩纪，但有关系统发育假说预测这一事件发生在侏罗纪中晚期。在化石记录方面，侏罗纪中晚期恰恰是最薄弱的一个环节。这一时期的化石发现与相关研究将极大促进我们对于鸟类起源这一重要进化事件的理解。　　徐星研究员近年来在羽毛起源及其早期演化领域取得了一系列重要成果，和同行一起发现了若干原始羽毛形态，建立了早期羽毛的演化序列，并提出了新的羽毛演化模型，有力推动了这一研究方向的进展。此次徐星应邀评介的成果是羽毛演化研究领域最新的一项重要成果。徐星研究员在鸟类起源及其相关问题的研究工作得到了中国国家自然科学基金委、科技部973项目、中国科学院、美国国家地理学会和美国国家科学基金委的大力支持。