“幽灵”始祖鸟——一个被证实的全新物种

Zhao Chuang and PNSO

始祖鸟也许是世界上最著名的化石之一。由于羽毛保存完好，始祖鸟一直被认为是化石记录中的第一只鸟，常被视为“进化的标志”。迄今为止，人们也只发现了屈指可数的几个标本，这种难以捉摸更增添了始祖鸟化石的魅力。

○ 始祖鸟化石的Berlin标本，可以看到羽毛的痕迹。 | 图片来源：H. Raab

但始祖鸟真的是第一只鸟吗？它真的能飞吗？既然我们现在知道鸟类是恐龙的后裔，那么始祖鸟真的只是另一种覆盖着羽毛的小恐龙吗？

我们有幸用世界上最强大的同步加速器之一来检查始祖鸟的骨骼。同步加速器是一种粒子加速器，有点像X射线仪，但它比医院里的X射线要明亮一万多亿倍。这让我们得以看见岩石的内部，发现以前从未见过的骨头碎片。

而新的发现令人大吃一惊：这是一种全新的始祖鸟物种！

始祖鸟的发现史

1861年夏天，在达尔文的《物种起源》发表两年后，人们在巴伐利亚的侏罗纪石灰岩中发现了第一块始祖鸟化石。这似乎正是达尔文所预言的爬行动物和鸟类、特别是恐龙和鸟类之间的“缺失的一环”。

○ 始祖鸟的羽毛化石。 | 图片来源：H. Raab

始祖鸟看起来确实像鸟，翅膀上有着精美的羽毛，还有扇形的尾巴。此外，它还有一个叉骨，就像你在烤鸡中会发现的那种叉骨一样。在当时，人们认为这两种特征都只出现在鸟类身上。但是始祖鸟也有一些爬行动物的特征——长而多骨的尾巴、布满锋利牙齿的下颌。因此，始祖鸟似乎又介于鸟类和爬行类之间。

○ 始祖鸟化石的Eichstätter标本。 | 图片来源：H. Raab

1876年，第二个始祖鸟的标本出现了，但是总的说来，始祖鸟化石仍然难以捉摸。到目前为止我们一共只发现了12个相关标本，而且其中一个已经丢失，另外几个还只是碎片。

○ 几种始祖鸟化石标本的骨骼复原图。 | 图片来源：Jaime A. Headden

尽管我们对这种原始鸟类已经有超过150多年的研究，但有待我们发现的问题仍有很多。很多争议都是围绕始祖鸟能否飞行的问题展开的。

第8个被发现的标本是其中最不知名的一个。上世纪90年代初，在德国巴伐利亚州的小村庄戴廷（Daiting）附近的采石场上，一名私人收藏家发现了这块始祖鸟化石。由于大家都认为这只不过是一块常见的翼龙化石，因此这块标本几经转手，最终被廉价出售给另一名私人收藏家。据传，发现者在意识到这些标本原可以以数百万美元的价格转手后，从采石场顶部跳了下去。

○ 第8个始祖鸟化石标本，也叫戴廷标本、“幽灵”。 | 图片来源：John Nudds

第8个标本的新主人或许感到有些内疚，因而对他的收购高度保密，直到1996年，德国的班贝格自然博物馆短暂地展出了这个标本的模型后，科学界才知道了它的存在，它也因此得名“幽灵”。然后，在2009年，同样来自巴伐利亚州的“恐龙猎人” Raimund Albersdorfer购买了这个标本，并在2011年将其提供给研究人员进行科学研究。

第8个化石标本没有得到很好的保护，因此我们就给它起了个外号——“丑鸟”，因为在它死后，它的骨头就断开了，还被混在一起压碎了。它身体的下半部分已经完全不见了。我们将它带到了欧洲同步辐射光源（ESRF），在那里，他们能够对骨骼进行虚拟解剖，并将已在一亿五千万年前死亡时折断的动物骨头碎片重新拼凑起来。

○ “丑鸟”。 | 图片来源：H. Raab

之前，所有的始祖鸟标本都被归为一个物种，即印石板始祖鸟（Archaeopteryx lithographica），但是，这次研究的物种似乎有所不同。此外，其他样本都来源于著名的索伦霍芬构造，而这个新样本是从不同的岩石记录层——默尔恩斯海姆构造中采集来的， 该地层位于索伦霍芬地层之上，被认为比后者年轻50万年。

更接近鸟类的新物种

我们首先注意到，这个样本的头盖骨是融合在一起的。继而我们又发现，在叉骨有一个球状延伸，这是现代鸟类身上强壮有力的飞行肌肉的附着物。在之前的始祖鸟化石样本中，没有发现这两种特征中的任何一个。胸带的一块骨头（称为鸟喙骨）上的一个扩大的开口表明，一条很大的神经穿过了这块骨头，这再次表明，这个物种有着更强壮有力的翅膀。

但最让我们惊喜的是，我们注意到标本的腕骨是融合在一起的——这是现代鸟类的另一个特征，被称为腕掌骨（carpo-metacarpus，掌骨和腕骨的融合结构，是大多数鸟类身上的小的骨结构）。这提供了一个刚性结构，可以让翅膀产生强大的向下煽动的力量。

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○ 同步加速器扫描有助于揭示化石的特征。| 图片来源：Paul Tafforeau/ESRF