科學人雜誌
本月焦點

牠是恐龍還是鳥?

2003/04/01 普蘭(Richard O. Prum,美國堪薩斯大學生態與演化生物學副教授)、布魯希(Alan H. Brush,美國康乃狄格大學生理與神經生物學榮退教授)
羽毛在恐龍身上演化出來的時間,比鳥類的出現還要早。

重點提要

一支羽毛在一隻鳥身上的發育過程,提供了一扇窗口,讓我們窺知羽毛如何由史前時代演化至今。學者研究羽毛發生過程,意外得到來自古生物學的支持證據,也就是最近發現的各種有羽毛恐龍化石,牠們擁有理論預測中各個發育階段的羽毛!於是,幾個研究領域交會出一個驚人的結論:羽毛在恐龍身上演化出來的時間,比鳥類的出現還要早。

先有羽毛還是先有鳥?羽、髮、鱗、毛:大自然設計的所有體表覆蓋物之中,最多樣也最神秘的,便屬羽毛了。這些韌性非凡、重量超輕、極端複雜的附屬物究竟如何演化?又是從哪兒來?直到過去五年間,我們才開始能夠解答這問題。近來,幾個研究領域交會出一個驚人的結論:羽毛在恐龍身上演化出來的時間,比鳥類的出現還要早。(如右圖千禧中國鳥龍的身上已生有原始的羽毛,牠們生活於1億4000萬年前的侏羅紀晚期,比目前已知最早的鳥類「始祖鳥」出現在地球上的時間稍早一些。)羽毛的起源其實只是一個特殊事例,背後所代表的是更為普遍的問題:演化上的新形質是如何產生的?演化新形質,指的是在祖先身上沒有明顯的先行特徵,且同時期的親緣種屬也沒有類似構造(即同源體)。對於生物整體及局部在大小、形狀等方面的較小變化,演化理論雖然提供了強有力的解釋,但對於全新的構造,如趾頭、四肢、眼睛和羽毛的出現,則沒有太多的指引。至於解答羽毛起源之謎的進展,也受到一些如今看來有誤的想法所阻,例如過去認為最初的羽毛是由爬行動物的鱗片延長、分裂而來,或者認為羽毛是為著「飛翔」這個特定功能而演化出來的。缺乏原始的化石羽毛也是另一困境。多年來,我們僅有的最古...

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