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小盗龙属
图片来自.ci-news

小盗龙属名:Microraptor,意为“小型盗贼”)是一种在中国辽宁省九佛堂组发现的小型驰龙科恐龙,生存于白垩纪早期阿普第阶,约1亿2000万年前,目前已发现近10个化石。

如同始祖鸟,小盗龙的发现证实恐龙与鸟类之间有紧密的演化关系。小盗龙的四肢与尾巴拥有长正羽,根据这些特征,小盗龙的发表者徐星于2003年提出小盗龙可能用四翼在树林间滑翔。

小盗龙属目前有三个有效物种,分别为赵氏小盗龙M. zhaoianus)、顾氏小盗龙M. gui)以及汉卿小盗龙M. hanqingi);部分学者认为前两个种可能同属于赵氏小盗龙,而汉卿小盗龙则是目前发现最大型的小盗龙。羽龙是另外一种有翼的驰龙科恐龙,但大多数学者都认为羽龙其实就是小盗龙。

叙述

小盗龙是已知最小的恐龙之一,身长42到83公分(较大型的汉卿小盗龙全长估计约1公尺),体重可达1公斤。除此之外,小盗龙也是第一群被发现拥有羽毛与翅膀的恐龙之一。赵氏小盗龙的3个标本已被详细的描述,而顾氏小盗龙的6个标本已被徐星等人在2003年所描述,而小盗龙的羽毛痕迹大部分来自于顾氏小盗龙。

小盗龙在有羽毛恐龙与早期鸟类中相当独特,它们是已知的鸟类祖先中,脚部、前臂与头部都拥有长飞羽的少数物种之一。它们的身体覆盖者一层厚羽毛,而尾巴末端有个钻石状羽毛扇(可能在飞行中增加稳定性)。有些标本的头部拥有高起的羽毛冠饰,类似某些现代鸟类,例如菲律宾鹰。某些标本上的亮与暗区域可能显示生前的羽毛颜色样式[1]。部分种类小盗龙的羽毛可能带有一种闪烁着荧光的黑色[2]

小盗龙与原始鸟类、原始伤齿龙科拥有数个共同生理特征,例如:同时拥有无锯齿状边缘与部分锯齿状边缘的牙齿、牙齿中间较扁、以及长的上臂骨头。小盗龙的部分特征类似中国猎龙,中国猎龙是种原始的伤齿龙科恐龙;在S.H. Hwang等人在2002年对于赵氏小盗龙两个标本的叙述中,他们认为小盗龙与中国猎龙分别是两个近亲演化支的原始物种,而且两者都接近恐爪龙下目分开演化的节点[1]

古生物学

小盗龙拥有两对翼,分别为前肢与后肢;原始鸟类始祖鸟的后肢也拥有飞羽(Flight feather),但较短。小盗龙后肢上的长羽毛是真正的飞羽,手臂、后肢、以及尾巴羽毛都是非对称的,如同现代鸟类的羽毛。如同现代鸟类翅膀,小盗龙拥有主要飞羽(手部)与次要飞羽(手臂)。后肢上也有相对应的羽毛样式,大腿、小腿、以及脚部上方拥有飞羽。中国籍科学家假设小盗龙是滑翔动物,并可能生存于树上,因为它们脚部的羽毛可能会妨碍它们在地面上的活动;他们并认为所有原始驰龙科恐龙可能都是树栖动物。

在2010年,一群科学家利用紫外线检验顾氏小盗龙的编号IVPP V 13352标本,可显示出自然光下无法辨识的羽毛基部。研究人员发现小盗龙的前肢、手掌有10到20公分长的正羽,后肢、脚掌有11到15公分的正羽,尾巴也有正羽。除此之外,小盗龙还覆盖者绒羽,长约2到6公分。

斯特芬·柯瑞克斯(Stephen Czerkas)在命名羽龙时,曾经提出驰龙科可能是群原始鸟类的演化支,而晚期较大的物种如恐爪龙,是在演化过程中失去飞行能力。徐星等人也提出相同理论,原始驰龙类可能是小型的树栖动物,具有基本的滑翔能力。但是,近年发现的更原始驰龙类化石,其前肢过短,而不适合滑翔,使这个理论受到质疑。

萨克·查特吉(Sankar Chatterjee)在2005年认为动物若要滑翔或飞行,它们的翅膀必须是分开的双翼(如同四翼飞机)而非重叠(如同蜻蜓),后者的结构在生理结构上不可能飞行。查特吉使用双翼的模型,计算出滑翔的可能模式,并认为小盗龙极可能使用周期起伏运动的方式来滑翔;小盗龙可能从树枝上俯冲,而以U形轨迹返回地面或另一颗树上。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。

后翼上的装饰物也可用来协助小盗龙的滑翔与飞行。 查特吉也使用电脑演算出小盗龙是动力飞行或是被动滑翔。计算的结果显示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[3]

地面运动

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。在2010年,Corwin Sullivan等人研究手盗龙类的手腕关节,推测当小盗龙的前肢收起于身体两侧时,前肢羽毛仍会拖曳在地面,而当前肢呈攻击猎物姿态时,羽毛也会在动作时接触到地面。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。

有些古生物学家提出有羽毛恐龙使用它们的翼从树枝上降落下来,并可能攻击或伏击地面上的小型猎物,这行为可能是滑翔或真正飞行的前身。在查特吉与R.J. Templin的2007年研究当中,他们测试这个假设,发现小盗龙的翼表面过于狭窄,而不能从很高的地方毫发无伤地成功降落到地面上。然而,他们认为小盗龙可以在短的距离内降落,例如邻近的树枝。

查特吉与R.J. Templin也排除了小盗龙从地面上起飞的可能性。小盗龙的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。查特吉与R.J. Templin也认为从地面起飞将会损伤它们脚部的飞羽。这研究仅保留了小盗龙从高层的栖木上起飞的可能性,但他们也注意到现代鸟类从树枝上起飞时并不需要额外的动力,而是使用往下俯冲的力量,类似小盗龙的方式。

与鸟类的关系

小盗龙的独特翼部结构,引起了现代鸟类的飞行能力起源问题;鸟类是否曾经过四翼飞行阶段,还是小盗龙这种四翼滑翔者只是种没有留下后代的演化分支。早在1915年,有些科学家就已经提出鸟类的演化过程中,曾经有过四翼飞行阶段[4]。查特吉与R.J. Templin并未保持任何一个立场,而认为传统理论与四翼理论都一样有可能。然而,查特吉与R.J. Templin宣称从形态学种系发生学来看目前的身体证据,不同的有羽毛恐龙始祖鸟、某些现代鸟类如猛禽、以及足羽龙,都拥有独特的长足部羽毛,这显示鸟类的飞行是在某个时点从四翼模式转移到前翼模式,所有现代鸟类可能是从四翼祖先演化而来,或者是从有独特长足部羽毛的祖先演化而来。

参考文献

  1. 1.0 1.1 Hwang, S.H., Norell, M.A., Ji, Q., and Gao, K. (2002). "New Specimens of Microraptor zhaoianus (Theropoda: Dromaeosauridae) from Northeastern China." American Museum Novitates, 3381: 44pp.存档副本 (PDF). [2009-04-06]. (原始内容 (PDF)存档于2008-12-17). 
  2. Li, Q.; Gao, K.-Q., Meng, Q., Clarke, J. A., Shawkey, M. D., D'Alba, L., Pei, R., Ellison, M., Norell, M. A., Vinther, J. Reconstruction of Microraptor and the Evolution of Iridescent Plumage. Science. 2012-03-08, 335 (6073): 1215–1219. doi:10.1126/science.1213780. 
  3. Chatterjee, S., and Templin, R.J. (2007). "Biplane wing planform and flight performance of the feathered dinosaur Microraptor gui." Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(5): 1576-1580. [1] Template:Wayback
  4. Beebe, C. W. A. (1915). "Tetrapteryx stage in the ancestry of birds." Zoologica, 2: 38-52.