中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所徐星研究員,、山東天宇自然博物館鄭曉廷館長和中國地質(zhì)科學(xué)院的尤海魯研究員在最新出版的國際知名刊物《美國國家科學(xué)院院刊》上報(bào)道了他們在獸腳類恐龍身體上發(fā)現(xiàn)的最原始的羽毛形態(tài),，并對這種原始羽毛的發(fā)育模式和功能進(jìn)行了推測。這一研究成果代表在羽毛早期演化研究領(lǐng)域取得的一個(gè)重要進(jìn)展,。
山東天宇自然博物館館長鄭曉廷先生介紹說,，該項(xiàng)研究主要是基于該博物館收藏的產(chǎn)自我國遼寧西部白堊紀(jì)早期熱河群當(dāng)中的一件恐龍化石標(biāo)本。研究者們在這件被鑒定為北票龍的一種鐮刀龍類獸腳類恐龍標(biāo)本上發(fā)現(xiàn)了一種形態(tài)非常奇特的原始羽毛,。過去在熱河群中發(fā)現(xiàn)的帶羽毛的恐龍化石上保存了形態(tài)各異的多種羽毛,，但全部都是由纖細(xì)的絲狀結(jié)構(gòu)形成的復(fù)合體,，這些形態(tài)和發(fā)育學(xué)模型推測的羽毛演化的相對高級階段吻合，但在這些化石標(biāo)本上一直沒有發(fā)現(xiàn)發(fā)育模型推測的最原始的羽毛形態(tài)：一種類似毛發(fā)的單根的細(xì)絲狀結(jié)構(gòu),。研究者們發(fā)現(xiàn)這件北票龍標(biāo)本的頭部,、頸部和軀干部分長有一種非常僵硬，細(xì)長帶狀的原始羽毛,。他們隨后又在中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所收藏的另外一件北票龍標(biāo)本的尾部發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)構(gòu),。雖然這種相對扁平的結(jié)構(gòu)與發(fā)育學(xué)模型預(yù)測的最原始的管狀羽毛有一定差異，但研究者們注意到這種結(jié)構(gòu)和最原始的羽毛一樣,，都是由單根細(xì)絲組成的,，不同于更高級階段的由多根細(xì)絲組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)。研究者推測,，這種結(jié)構(gòu)代表最原始羽毛的一種變異形態(tài),，使得基于化石研究的羽毛形態(tài)能夠完全對應(yīng)于基于發(fā)育學(xué)模型推測的羽毛形態(tài)，從而完善了我們有關(guān)羽毛起源和早期演化的知識,。
該研究的通訊作者中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所的徐星研究員介紹說,，羽毛的起源和演化是進(jìn)化生物學(xué)研究的一個(gè)難點(diǎn)問題。近年來在我國中生代中晚期形成的地層中發(fā)現(xiàn)的帶羽毛的恐龍化石為研究羽毛的起源和早期研究提供了大量信息,，極大促進(jìn)了我們在這一研究方向的進(jìn)展,。隨著研究的深入，古生物學(xué)者們在研究化石的基礎(chǔ)上,，開始更多地借鑒包括分子生物學(xué)在內(nèi)的現(xiàn)生生物學(xué)的資料來研究一些重要的演化問題,。分子生物學(xué)的研究顯示復(fù)雜羽毛最初可能是通過單根細(xì)絲愈合而形成的復(fù)合體，羽毛胚胎發(fā)育研究也指示細(xì)絲可能源自管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)壁的羽枝脊,。在此次研究中,，研究者們推測北票龍身體的這種扁平的單根羽毛可能形成于一種扁平的管狀結(jié)構(gòu)，在發(fā)育過程中,，這種管狀結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生分化,，直接形成了扁平的單體結(jié)構(gòu)，而如果管狀結(jié)構(gòu)的羽枝脊發(fā)生了分化,，就可能形成了由多根細(xì)絲形成的復(fù)合體,，對應(yīng)于羽毛演化的相對高級階段。
基于這種原始羽毛的形態(tài)和在動(dòng)物身體上的分布位置,，研究者們推測它可能代表一種展示機(jī)構(gòu),，用于吸引異性或者其他種間的交流。如果這種推論是正確的,，羽毛的展示功能將代表羽毛最早具有的功能之一,，應(yīng)該出現(xiàn)在飛行功能之前。這一推測也得到了近年來其他一些發(fā)現(xiàn)的支持,。
徐星研究員還介紹說,，這種單根的相對僵硬的絲狀皮膚衍生結(jié)構(gòu)還發(fā)現(xiàn)于其他一些初龍類動(dòng)物身體上,，比如一些鳥臀類恐龍和翼龍身體上。如果這種結(jié)構(gòu)在這些類群中的同源性能夠得到證實(shí),，那么從現(xiàn)有的化石證據(jù)推測,，最早的羽毛有可能出現(xiàn)在三疊紀(jì)中期甚至更早，這將為未來羽毛演化的研究打開一個(gè)非常廣闊的空間,。
山東天宇自然博物館是近年來剛剛建成的一個(gè)地方博物館,，地處沂蒙山區(qū)的平邑縣。該博物館收藏了大量的化石標(biāo)本,，許多標(biāo)本具有極其重要的研究價(jià)值,。該博物館希望通過和中科院等科研機(jī)構(gòu)的合作，為我國古生物學(xué)研究做出自己的貢獻(xiàn),。
徐星研究員有關(guān)鳥類起源及相關(guān)方向的研究長期以來一直得到中國國家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國科學(xué)院和科技部有關(guān)項(xiàng)目的支持,。（生物谷Bioon.com）
生物谷推薦原始出處：
PNAS Published online before print January 12, 2009, doi: 10.1073/pnas.0810055106
A new feather type in a nonavian theropod and the early evolution of feathers
Xing Xua,1, Xiaoting Zhengb and Hailu Youc
aLaboratory of Evolutionary Systematics of Vertebrates, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Chinese Academy of Sciences, 142 Xiwai Street, Beijing 100044, China;
bShandong Tianyu Museum of Nature, Pingyi, Shandong 273300, China; and
cInstitute of Geology, Chinese Academy of Geological Sciences, 26 Baiwanzhuang Road, Beijing 100037, China
Abstract
All described feathers in nonavian theropods are composite structures formed by multiple filaments. They closely resemble relatively advanced stages predicted by developmental models of the origin of feathers, but not the earliest stage. Here, we report a feather type in two specimens of the basal therizinosaur Beipiaosaurus, in which each individual feather is represented by a single broad filament. This morphotype is congruent with the stage I morphology predicted by developmental models, and all major predicted morphotypes have now been documented in the fossil record. This congruence between the full range of paleontological and developmental data strongly supports the hypothesis that feathers evolved and initially diversified in nonavian theropods before the origin of birds and the evolution of flight.
