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中國(guó)古動(dòng)物館王原:從“魚”到人的生命進(jìn)化之旅

近日,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員、中國(guó)古動(dòng)物館館長(zhǎng)王原做客清華“學(xué)堂開講啦”,從探尋人類的起源出發(fā),溯源至距今5億多年前寒武紀(jì)海洋中的一條小魚,歷數(shù)5億多年來(lái)地球生命演化史中的九大事件

近日,中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員、中國(guó)古動(dòng)物館館長(zhǎng)王原做客清華“學(xué)堂開講啦”,從探尋人類的起源出發(fā),溯源至距今5億多年前寒武紀(jì)海洋中的一條小魚,歷數(shù)5億多年來(lái)地球生命演化史中的九大事件,講述了“從魚到人”的演化歷程。以下講座內(nèi)容根據(jù)主辦方提供的現(xiàn)場(chǎng)錄音稿整理,經(jīng)王原本人審定并授權(quán)發(fā)布。

王原館長(zhǎng)在講座現(xiàn)場(chǎng)

王原館長(zhǎng)在講座現(xiàn)場(chǎng)

作為人類而言,對(duì)自身的演化和命運(yùn)是非常關(guān)注的。距今138億年前,宇宙大爆炸產(chǎn)生了我們現(xiàn)在所處的時(shí)間和空間。距今46億年前,產(chǎn)生了太陽(yáng)系和地球,但直到距今約40億年前,地球上才出現(xiàn)了最古老的生命。當(dāng)然,不同的學(xué)者關(guān)于最早出現(xiàn)的化石是否屬于生命結(jié)構(gòu)有不同的觀點(diǎn),但不管怎樣,在距今30-40億年前的地球上已經(jīng)產(chǎn)生了最早的生命。而我們?nèi)祟惖某霈F(xiàn)要晚得多,人類在生物學(xué)上屬于人屬智人種,距智人種最早出現(xiàn)在地球上還不到30萬(wàn)年。

地球上所有的物種都不是憑空出現(xiàn)的,而是由低等到高等一步步演化出來(lái)的。英國(guó)著名博物學(xué)家查爾斯·達(dá)爾文在《物種起源》中有一段話:

“凝視繽紛的河岸,覆蓋著形形色色茂盛的植物,灌木枝頭鳥兒鳴囀,各種昆蟲飛來(lái)飛去,蠕蟲爬過(guò)濕潤(rùn)的土地……生命及其蘊(yùn)含之力能,最初注入到寥寥幾個(gè)或單個(gè)類型之中;當(dāng)這一行星按照固定的引力法則循環(huán)運(yùn)行之時(shí),無(wú)數(shù)最美麗與最奇異的類型,即是從如此簡(jiǎn)單的開端演化而來(lái),并依然在演化之中;生命如是之觀,何等壯麗恢宏。”(苗德歲譯)

其中他所講的實(shí)際是生物演化的“萬(wàn)物同組”的概念;在他28歲時(shí)所繪的“生命之樹”也體現(xiàn)了這樣一種觀點(diǎn)。

脊椎動(dòng)物演化史(中國(guó)古動(dòng)物館制作)

脊椎動(dòng)物演化史(中國(guó)古動(dòng)物館制作)

人類是脊椎動(dòng)物家族中的一員,但是相比最早的生命30-40億年前出現(xiàn)在地球上,最早的脊椎動(dòng)物出現(xiàn)在地球上已經(jīng)是5億多年前了,也就是說(shuō)經(jīng)歷了30多億年的演化才演化出了地球上的第一條魚,脊椎動(dòng)物家族才首次在地球上登場(chǎng)。在從魚到人的演化過(guò)程中,我和我的同事經(jīng)過(guò)多年的研究,認(rèn)為一共有九個(gè)重大的演化事件,也可以稱為九個(gè)“關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)”(Key Transitions)。這九個(gè)事件在脊椎動(dòng)物從魚到人的演化過(guò)程中非常重要,因?yàn)樗鼈兊某霈F(xiàn)決定了脊椎動(dòng)物演化的方向。

中國(guó)云南發(fā)現(xiàn)的距今5.2億年前的海口魚

中國(guó)云南發(fā)現(xiàn)的距今5.2億年前的??隰~

第一個(gè)演化事件是脊椎的起源,對(duì)于脊椎動(dòng)物而言,脊椎的出現(xiàn)是具有里程碑的事件。世界上最古老的脊椎動(dòng)物生活在距今5億多年前的寒武紀(jì)早期的海洋中。我們?cè)谠颇侠ッ鞒谓h??阪?zhèn)附近的山上發(fā)現(xiàn)了它們的化石,根據(jù)化石發(fā)現(xiàn)地被命名為海口魚。經(jīng)過(guò)對(duì)這些化石的地層學(xué)研究,我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)化石所代表的海口魚的生物,生活在距今大約五億兩千萬(wàn)年前。古生物學(xué)者在做研究的時(shí)候經(jīng)常要把化石和現(xiàn)代生物進(jìn)行比較。既然研究的是世界上最古老的脊椎動(dòng)物,那我們就找到了現(xiàn)生脊椎動(dòng)物中比較原始的類型:七鰓鰻和盲鰻,在它們的身體中已經(jīng)有了軟骨的脊椎結(jié)構(gòu)。海口魚是體長(zhǎng)三、四厘米的小魚,在它的身體前部下方有一串孔是它的鰓孔;它的身體是分節(jié)的,這種特殊的之字形肌節(jié)是脊椎動(dòng)物的重要特征,同時(shí)在它的身體里已經(jīng)出現(xiàn)了原始的、軟骨質(zhì)的脊椎,在一些保存較好的化石上通過(guò)高倍顯微鏡就能夠看到。那么,脊椎的出現(xiàn)能夠給動(dòng)物帶來(lái)哪些好處呢?脊椎骨最大的作用就是給動(dòng)物提供了支撐,而且是內(nèi)在的支撐,這與三葉蟲那種外骨骼的結(jié)構(gòu)是不一樣的,因?yàn)轶w外的骨骼就意味著生物體每生長(zhǎng)一段時(shí)間就要蛻一次皮,把原來(lái)舊的外殼蛻掉,再長(zhǎng)出新的外殼,而脊椎動(dòng)物身體里的脊椎是可以隨著身體的生長(zhǎng)而逐漸增長(zhǎng)的,而且脊椎是一節(jié)一節(jié)的,帶給了動(dòng)物一定的靈活性。正是因?yàn)榫哂辛诉@種特征,脊椎動(dòng)物家族才擁有了那些無(wú)脊椎動(dòng)物所不具備的生存優(yōu)勢(shì)。在當(dāng)時(shí)的海洋里生活著一種被稱為奇蝦的生物,相比于小小的海口魚,奇蝦的體長(zhǎng)能夠達(dá)到兩米,是當(dāng)時(shí)海洋中的霸主。但是奇蝦最終滅絕了,??隰~生存了下來(lái),延續(xù)了脊椎動(dòng)物的血脈,就是憑借著生理結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)。

中國(guó)云南發(fā)現(xiàn)的距今4.2 億年前的全頜魚

中國(guó)云南發(fā)現(xiàn)的距今4.2 億年前的全頜魚

第二個(gè)演化事件是頜的出現(xiàn)。頜分為上下頜,前面分開、后面相連,能夠上下活動(dòng),所以有了頜就能夠更主動(dòng)地覓食。早期的脊椎動(dòng)物是沒(méi)有頜的,它們是一些濾食性的動(dòng)物,用嘴先把泥沙吃進(jìn)去,然后把有機(jī)質(zhì)留下來(lái),最后把沒(méi)用的東西排掉。但是在距今4億多年前的志留紀(jì),一些脊椎動(dòng)物開始演化出了上下頜,標(biāo)志著脊椎動(dòng)物從濾食性生活向更為主動(dòng)的捕食性生活開始過(guò)渡,大大提升了脊椎動(dòng)物的取食和適應(yīng)能力。古生物研究人員在浙江發(fā)現(xiàn)了距今4.3億年前的曙魚化石,雖然它還沒(méi)有真正的頜,但在它的腦顱中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了頜骨頜弓的初始結(jié)構(gòu),實(shí)際上曙魚的名字也由此而來(lái):它是“為頜的演化研究帶來(lái)曙光的一條魚"。世界上最古老的長(zhǎng)了頜的全頜魚化石是在中國(guó)云南發(fā)現(xiàn)的,生活在距今4.3億年前,整條魚大概有20多厘米長(zhǎng),在它的頭骨前部已經(jīng)能夠清楚地看到頜弓的結(jié)構(gòu),有些學(xué)者甚至說(shuō)在這條古魚身上,我們已經(jīng)依稀地看到了人類的頜的形成。在美國(guó)發(fā)現(xiàn)了距今3.6億年前生活在古生代海洋中的一種更加兇猛的有頜類動(dòng)物——鄧氏魚,它還有另一個(gè)名字叫恐魚,鄧氏魚最大的個(gè)體能夠達(dá)到10米長(zhǎng),是當(dāng)時(shí)海洋中的霸主,而與它生活在同一時(shí)期的鯊魚體長(zhǎng)只有一兩米,所以鄧氏魚甚至可以以鯊魚為食。這些早期的有頜魚類有一個(gè)共同的名字:盾皮魚,它們是世界上最早的擁有頜的脊椎動(dòng)物。頜除了最原始的取食功能,還可以反咬捕食者,也可以在同類之間用頜來(lái)互相攻擊,另外還可以用于呼吸。美國(guó)的一位古生物學(xué)家約翰·梅茲曾說(shuō)過(guò)一段話:“如果沒(méi)有頜,生命將真的是不可想象:沒(méi)有它,巨大的噬人鯊、兇殘的恐龍、猙獰的劍齒虎和喋喋不休的人類將大不相同。頜的起源可能是脊椎動(dòng)物進(jìn)化史上最為重要和意義深遠(yuǎn)的一次進(jìn)化事件。”由此我們可以看出,頜確實(shí)是非常重要的結(jié)構(gòu),頜的出現(xiàn)是一個(gè)重大的演化事件。

格陵蘭發(fā)現(xiàn)的距今3.65億年前的魚石螈復(fù)原圖

格陵蘭發(fā)現(xiàn)的距今3.65億年前的魚石螈復(fù)原圖

第三個(gè)演化事件是由水登陸。在這一演化事件發(fā)生之前,當(dāng)時(shí)的脊椎動(dòng)物有些生活在海洋中,另一些生活在陸地上的淡水中,但都生活在水里。在距今3.65億年前,魚石螈作為最早登上陸地的脊椎動(dòng)物之一開始登上陸地。登上陸地需要一些特殊的身體結(jié)構(gòu),魚在水中需要鰭,但當(dāng)?shù)巧详懙睾?,就需要具趾的四肢?lái)替代魚鰭,從而極大地拓展了生存空間。根據(jù)最新的一些研究,魚石螈的身體結(jié)構(gòu)其實(shí)還是更適應(yīng)于在水中的生活,它在陸地上是相對(duì)笨拙的。有學(xué)者專門研究魚石螈的運(yùn)動(dòng)姿態(tài),它是前肢畫圈,然后拖著尾巴和后肢向前走。盡管顯得十分笨拙。但魚石螈的一小步卻是脊椎動(dòng)物演化中的一大步。魚石螈是從肉鰭魚中演化出來(lái)的?,F(xiàn)生的肉鰭魚數(shù)量已經(jīng)非常少了,在中國(guó)古動(dòng)物館就展出了一種叫拉蒂邁魚的肉鰭魚。肉鰭魚的特點(diǎn)非常顯著,在它的身體兩側(cè)有兩對(duì)成對(duì)的肉質(zhì)魚鰭,而遠(yuǎn)古肉鰭魚的這兩對(duì)肉質(zhì)魚鰭就會(huì)演化成后來(lái)登上陸地的四足動(dòng)物的四肢。中國(guó)最早的登上陸地的四足動(dòng)物的化石數(shù)量并不是很多,在寧夏發(fā)現(xiàn)的生活在距今3億6千萬(wàn)年前的中國(guó)螈是中國(guó)登上陸地的脊椎動(dòng)物先驅(qū)。這個(gè)化石有七厘米長(zhǎng),它其實(shí)是一個(gè)類似魚石螈類動(dòng)物的下頜骨的一部分,整個(gè)動(dòng)物大約七八十厘米長(zhǎng)。

南非發(fā)現(xiàn)的距今2億年前的原始蜥腳型類恐龍大椎龍胚胎化石

南非發(fā)現(xiàn)的距今2億年前的原始蜥腳型類恐龍大椎龍胚胎化石

第四個(gè)演化事件是羊膜卵的出現(xiàn)。魚卵必須產(chǎn)到水里,青蛙的卵也必須產(chǎn)到水里或者比較潮濕的環(huán)境中,有些青蛙把卵下到山洞的巖壁上,雄性青蛙和雌性青蛙就要不停地往卵上吐唾沫以保持卵的濕潤(rùn)。直到羊膜卵的出現(xiàn),胚胎外形成了一層羊膜,可以很好地防止水分揮發(fā),從而更好地適應(yīng)比較干旱的陸地環(huán)境,因此也具有了更大的優(yōu)勢(shì)。卵這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上是很容易碎的,它不像骨骼、牙齒那樣堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu),很難在化石里保存下來(lái)。但是我們可以將現(xiàn)代羊膜動(dòng)物的骨骼和化石中羊膜動(dòng)物的骨骼進(jìn)行比較,我們就可以發(fā)現(xiàn),雖然我們還沒(méi)有在化石中發(fā)現(xiàn)它產(chǎn)的羊膜卵,但是有些動(dòng)物已經(jīng)可以被稱之為羊膜動(dòng)物了。比如在加拿大發(fā)現(xiàn)的生活在距今3億多年前石炭紀(jì)晚期的一種小型爬行動(dòng)物林蜥,從它的骨骼結(jié)構(gòu)上就可以判定,它是迄今發(fā)現(xiàn)的最早的羊膜動(dòng)物了。我們所熟知的恐龍蛋就是最典型的羊膜卵化石,在南非發(fā)現(xiàn)了距今大約2億年前的大椎龍的胚胎化石。

德國(guó)發(fā)現(xiàn)的正在生產(chǎn)的魚龍的復(fù)原圖

德國(guó)發(fā)現(xiàn)的正在生產(chǎn)的魚龍的復(fù)原圖

第五個(gè)演化事件是重返海洋。脊椎動(dòng)物最早是誕生在海洋中,然后一部分登上了陸地。但是這些長(zhǎng)了具趾的四肢的四足動(dòng)物,有一些為了躲避陸地上的敵害選擇了重返“海洋”,這種“海洋”是一種介于淡水和海洋之間的過(guò)渡型咸水環(huán)境。在距今2.8億年前的二疊紀(jì)早期,爬行動(dòng)物中的中龍成為最早重返“海洋”的脊椎動(dòng)物代表。為了重返海洋,它的身體結(jié)構(gòu)發(fā)生了一些改變:它們具有一個(gè)側(cè)扁的尾巴,還有手腳上長(zhǎng)出了蹼用于劃水。后來(lái)到了中生代,又有許多重返海洋的脊椎動(dòng)物,比如魚龍、蛇頸龍、海龍、原龍、龜類、楯齒龍、滄龍、鱷類……在中國(guó)貴州發(fā)現(xiàn)了距今2.3億年前的貴州龍和礫甲龜龍,礫甲龜龍看上去有點(diǎn)像烏龜,但實(shí)際上它和烏龜?shù)挠H緣關(guān)系相對(duì)比較遠(yuǎn),它們的形態(tài)相似反映出一種適應(yīng)趨同的現(xiàn)象。中生代的魚龍是一種適應(yīng)深海生活的爬行動(dòng)物,它的四肢是一種像魚鰭一樣的鰭狀肢,尾巴也已經(jīng)變得像魚鰭一樣,它還擁有一個(gè)大大的眼睛以便在深海中收集光線。但最特別的是魚龍“假胎生”的生殖方式,因?yàn)槿绻衿渌佬袆?dòng)物一樣生個(gè)蛋在深海里,那這個(gè)蛋肯定是要沉入海底被水壓壓扁的,所以魚龍選擇了直接產(chǎn)下幼崽的方式。之所以被稱為“假胎生”是因?yàn)檫@與哺乳動(dòng)物的真正胎生是有區(qū)別的,真正的胎生在母體和幼崽之間是有胎盤聯(lián)系的,而魚龍卻沒(méi)有胎盤的結(jié)構(gòu),僅僅是通過(guò)卵中的卵黃供養(yǎng)幼體長(zhǎng)大,同時(shí)通過(guò)尿囊的結(jié)構(gòu)來(lái)吸收幼體排出的廢物,然后等卵完全孵化后再?gòu)哪阁w中排出去。在生產(chǎn)的時(shí)候,通常是幼體的尾巴先出來(lái),這樣更有利于生產(chǎn)之后,母魚龍帶著小魚龍到水面去呼吸空氣,否則如果頭部先出來(lái)的話很有可能會(huì)有窒息的危險(xiǎn)。

中國(guó)云南發(fā)現(xiàn)的距今2億年前的下孔類卞氏獸的頭骨化石

中國(guó)云南發(fā)現(xiàn)的距今2億年前的下孔類卞氏獸的頭骨化石

第六個(gè)演化事件是哺乳動(dòng)物的興起。大約在距今2.25億年前的三疊紀(jì)晚期出現(xiàn)了最早的哺乳動(dòng)物——賊獸。之所以被科學(xué)家如此命名,是因?yàn)檫@些化石當(dāng)初在歐洲最早被發(fā)現(xiàn)的時(shí)候,數(shù)量并不是很多,而且經(jīng)常是支離破碎的,這對(duì)后來(lái)學(xué)者的分類鑒定產(chǎn)生了很大的困擾,這位學(xué)者覺(jué)得這是它刻意隱藏身份,所以就把它命名為“賊獸”。但是命名之后,到底把它歸屬為哺乳動(dòng)物還是爬行動(dòng)物始終下不了結(jié)論,直到最近十年來(lái)才被搞清楚,最終確認(rèn)賊獸是原始的哺乳動(dòng)物家族的成員。但是賊獸還不是真正的哺乳動(dòng)物,它是一種哺乳形動(dòng)物,但是它能夠胎生,而且能夠哺乳,哺乳行為可以極大地提高幼崽的生存率,因此是一項(xiàng)非常重要的生存優(yōu)勢(shì)。像賊獸這樣的早期的哺乳動(dòng)物生活的時(shí)代,地球上是恐龍統(tǒng)治的時(shí)代,所以它們只能占據(jù)一些比較邊緣的生態(tài)位,比如在樹上的樹生生活,或是在地下的穴居生活,又或者是半水生的生活。除此之外,哺乳動(dòng)物還長(zhǎng)出了毛發(fā),可以維持比較恒定的體溫。當(dāng)然并不是所有的哺乳動(dòng)物特征都能在化石中保存下來(lái),尤其是對(duì)于早期哺乳動(dòng)物,可能可以在化石上發(fā)現(xiàn)毛發(fā)的痕跡,但是像胎生和哺乳這樣的特征就很難在化石中體現(xiàn)出來(lái)。于是我們就通過(guò)其他像骨骼、牙齒上的特征來(lái)證明已經(jīng)不是爬行動(dòng)物,也不是由爬行動(dòng)物演化出的形態(tài)像哺乳動(dòng)物的似哺乳爬行動(dòng)物了。中國(guó)哺乳動(dòng)物化石的先驅(qū)是在云南發(fā)現(xiàn)的生活在距今2億年前的下孔類卞氏獸,體長(zhǎng)幾十厘米,它是似哺乳爬行動(dòng)物的重要代表。差不多同時(shí)代還有一種動(dòng)物叫中國(guó)尖齒獸,雖然體長(zhǎng)只有十幾厘米,但它已經(jīng)是哺乳形動(dòng)物了,也是目前世界上已知的最早的哺乳形動(dòng)物的代表之一。

中國(guó)遼寧發(fā)現(xiàn)的距今1.6億年前的達(dá)爾文翼龍

中國(guó)遼寧發(fā)現(xiàn)的距今1.6億年前的達(dá)爾文翼龍

第七個(gè)演化事件是飛上藍(lán)天。古生物學(xué)者在意大利發(fā)現(xiàn)了生活在距今2.1億年前的真雙型齒翼龍的化石,它們比生活在距今1.5億年的鳥類祖先始祖鳥還要早至少六千萬(wàn)年,因此翼龍才是最早飛上天空的脊椎動(dòng)物。但是,翼龍并不是會(huì)飛的恐龍,它和恐龍是近親,都屬于主龍類家族。飛上藍(lán)天與登陸陸地一樣,同樣極大地拓展了脊椎動(dòng)物的生存領(lǐng)域。在脊椎動(dòng)物飛行的演化中,翼龍、鳥類、蝙蝠是其中最具代表性的。如果將它們放在一起比較,翼龍和蝙蝠都是用翼膜來(lái)飛行的,區(qū)別在于翼龍的第四根手指特別長(zhǎng),它與前臂的骨骼和腿上的一些骨骼一起支撐一個(gè)非常大的翼膜;蝙蝠則是第二、三、四、五根手指都長(zhǎng),然后伸到膜里去,這樣相比翼龍可以更好地支撐翼膜。但是,鳥類主要是依靠飛羽來(lái)飛行的,一根羽毛的欠缺或者損傷并不會(huì)影響到整個(gè)飛行的狀態(tài),而翼膜的破損卻對(duì)動(dòng)物的影響巨大。正因如此,翼龍?jiān)诤髞?lái)與鳥類的競(jìng)爭(zhēng)中失去了優(yōu)勢(shì),最終被鳥類家族所取代。在中國(guó)遼寧發(fā)現(xiàn)了生活在距今1.6億年前的達(dá)爾文翼龍化石,這種翼龍是從原始的喙嘴龍類翼龍向更加先進(jìn)的翼手龍類翼龍過(guò)渡的翼龍。

羽毛的演化過(guò)程

羽毛的演化過(guò)程


中國(guó)內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)的距今1.6億年的耀龍化石

中國(guó)內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)的距今1.6億年的耀龍化石

第八個(gè)演化事件是羽毛的演化。在遼寧發(fā)現(xiàn)了生活在距今1.5億年前的近鳥龍化石,身上長(zhǎng)出了羽毛,但是在現(xiàn)代的脊椎動(dòng)物里只有鳥類才長(zhǎng)羽毛,這也證實(shí)了鳥類和恐龍之間存在一定的親緣關(guān)系,其實(shí)鳥類是從獸腳類恐龍中演化出來(lái)的,帶羽毛的恐龍正是鳥類源自恐龍的非凡證據(jù)。羽毛的產(chǎn)生使脊椎動(dòng)物更為適應(yīng)環(huán)境溫度的變化,也為鳥類最終飛上藍(lán)天打下了基礎(chǔ)。最早的羽毛結(jié)構(gòu)是非常簡(jiǎn)單的,在上面“羽毛的演化過(guò)程”一圖中,從圖1單根的羽毛到圖2開始成簇,圖3開始稍微有點(diǎn)扁狀化,圖4出現(xiàn)了中間軸,圖5沿著中間軸的兩邊開始出現(xiàn)對(duì)稱的分支,圖6又是另外一種扁狀化的結(jié)構(gòu),圖7呈現(xiàn)出片狀的結(jié)構(gòu),并且在末端出現(xiàn)了軸和分枝,圖8是片狀羽毛,但只有到了圖9的時(shí)候,羽毛的羽軸發(fā)生了側(cè)彎才出現(xiàn)了偏羽軸的羽毛。根據(jù)伯努利原理,只有當(dāng)這種不對(duì)稱的羽毛出現(xiàn)之后,鳥類才實(shí)現(xiàn)了真正的飛行。原始的羽毛是絲狀的,盡管與哺乳動(dòng)物的毛發(fā)從結(jié)構(gòu)上和成分上都不一樣,但也具有保溫的功能,所以羽毛最早出現(xiàn)的時(shí)候并不是用于飛行的,這在生物的演化中被稱為“預(yù)適應(yīng)”(pre-adaptation)。當(dāng)絲狀羽毛或者早期分叉的片狀羽毛帶上了顏色,就會(huì)產(chǎn)生一些視覺(jué)效果,可能是為了求偶炫耀,也可能是為了示警。在我國(guó)內(nèi)蒙古發(fā)現(xiàn)的生活在距今1.6億年前的耀龍化石身上,既發(fā)現(xiàn)了用于保溫的絲狀羽毛,又發(fā)現(xiàn)了尾部用于炫耀的片狀羽毛。另外,我們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)長(zhǎng)羽毛的恐龍個(gè)體都相對(duì)比較小,這是因?yàn)轶w型越大的動(dòng)物,身體的表面積與體積的比例反而越小,所以就需要散熱,如果有羽毛的話就會(huì)不利于散熱的過(guò)程。但是也有大型的恐龍身上長(zhǎng)羽毛,比如在我國(guó)遼寧發(fā)現(xiàn)的生活在距今1.2億年前的羽王龍身上就帶有棕褐色的羽毛,這種恐龍?bào)w長(zhǎng)能達(dá)到九米,說(shuō)明它們所生活的時(shí)代和環(huán)境氣溫是比較低的,至少是有寒冷的季節(jié)。除此之外,在同一時(shí)期還有更多長(zhǎng)著羽毛的恐龍,比如小盜龍,它的羽毛已經(jīng)是不對(duì)稱的飛羽,可以完全用于飛行了。雖然大多數(shù)恐龍是用羽毛來(lái)飛的,但是有一種長(zhǎng)了絲狀羽毛的奇翼龍,它是依靠一個(gè)棒狀化的腕骨再加上手指支撐起一個(gè)翼膜來(lái)飛的,雖然它的命名中帶有“翼龍”,但實(shí)際上它的整體結(jié)構(gòu)還是屬于恐龍的結(jié)構(gòu)。無(wú)獨(dú)有偶,在2015年發(fā)現(xiàn)奇翼龍的4年后,我們?cè)?019年發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)臂渾元龍。長(zhǎng)臂渾元龍就是右側(cè)的恐龍,它同樣是依靠翼膜來(lái)飛行的,但與此同時(shí)它帶有四根帶狀的尾羽——用于裝飾的尾羽。大家知道那這個(gè)恐龍也是非常愛美的恐龍,可以用這種特殊的帶狀羽毛來(lái)展示自己。當(dāng)6600萬(wàn)年前隕石撞擊地球之后,大部分恐龍從此滅絕,但恐龍中的一個(gè)分支早已經(jīng)進(jìn)化成了鳥類,并幸存了下來(lái)。

左圖:奇翼龍(《Nature》,2015.4),右圖:長(zhǎng)臂渾元龍(《Nature》,2019.5)

左圖:奇翼龍(《Nature》,2015.4),右圖:長(zhǎng)臂渾元龍(《Nature》,2019.5)

最后一個(gè)演化事件是人類的黎明。在距今六百多萬(wàn)年前的非洲乍得,出現(xiàn)了人類的祖先撒海爾人。撒海爾人處在人和黑猩猩兩個(gè)演化分支分叉的那個(gè)演化階段。有的學(xué)者認(rèn)為它是往人的那支演化的原始代表,有的學(xué)者認(rèn)為它是往黑猩猩演化的那支原始代表,還有學(xué)者認(rèn)為它是這兩個(gè)分支之前的那個(gè)原始代表。撒海爾人屬于撒海爾屬乍得種,而現(xiàn)代人類屬于人屬智人種,二者之間還存在比較大的差距。但無(wú)論怎樣,撒海爾人標(biāo)志著人族——或者也有人說(shuō)是人亞族在地球上的首次出現(xiàn)。除了撒海爾人之外,還有許多原始的人類類型,但現(xiàn)在都已經(jīng)滅絕了,這些早期猿人的化石都出現(xiàn)在非洲,說(shuō)明非洲就是人類的起源地。人類起源是脊椎動(dòng)物家族一個(gè)重大的事件,因?yàn)槿祟惖难莼浅L貏e,它不但是一個(gè)自身的家族演化,而且還影響到了整個(gè)地球其他生物的一些演化,甚至改變了地球的面貌。對(duì)于人類的演化而言,除了基因?qū)用娴纳镅莼?,還有另外兩種新的演化:一種是技術(shù)演化,像基因工程、人工智能,從制造計(jì)算機(jī)到星際穿越,這些技術(shù)演化極大地改變了人類;還有一種是社會(huì)和文化演化,人類倫理學(xué)的發(fā)展已經(jīng)不能完全使用生物界的叢林法則來(lái)處理人和人之間的關(guān)系了。所以人類演化的未來(lái)向哪里去,的確是個(gè)難以回答的問(wèn)題,相信每個(gè)人都有自己心中各自的答案。

生活在距今600多萬(wàn)年前非洲乍得的人類祖先撒海爾人復(fù)原圖

生活在距今600多萬(wàn)年前非洲乍得的人類祖先撒海爾人復(fù)原圖


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