《自然》雜志上刊登的照片，制圖/中國恐龍網(wǎng),。
發(fā)現(xiàn)于遼寧西部鳥類化石的正模。
中國恐龍網(wǎng) 邢立達(dá)報(bào)道，10月21日出版的英國《自然》雜志發(fā)表了中國科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所張福成和周忠和的一篇有關(guān)古鳥類飛行的文章,。在這篇題為“一早白堊世鳥類的腿羽”的論文中,，這兩位專家報(bào)道了一只生活在1億2千萬年前的、既保存有完好的腿羽,，又保存有短的尾羽的鳥類化石,。該鳥腿部的羽毛可能能夠幫助揭開原始鳥類的“短尾”之謎，同時(shí)也進(jìn)一步支持了鳥類飛行演化經(jīng)歷了“四個(gè)翅膀”階段的假說,。
這枚發(fā)現(xiàn)于遼寧西部的鳥類化石在常人的眼里也許并不是一件寶貝：保存不完整,，頭部骨骼僅保存下頜等少量骨片,，頭后骨骼也僅保存腹面的一半,。然而在專家的眼里這件化石卻成了一件不可多得的珍貴研究材料,。它不僅尾部具有短短的尾羽，而且腿部還保存具有空氣動(dòng)力學(xué)特性的羽毛,。
在現(xiàn)生的飛行鳥類中,，尾羽通常非常發(fā)達(dá)，羽軸粗長,、羽片寬大，具有空氣動(dòng)力學(xué)特性,，是飛行中產(chǎn)生升力的輔助器官,，更是重要的飛行操控器官。發(fā)達(dá)的尾羽一方面可以像翅膀一樣為鳥的飛行提供升力,，另一個(gè)重要方面是在起飛、降落和完成空中技巧動(dòng)作方面發(fā)揮重要的操控作用,。
但是,，在迄今發(fā)現(xiàn)的成百上千的鳥類化石中，除了有些種類保存有一對(duì)長長的,、具有裝飾功能的羽毛外,，其他的尾羽都非常短。這與現(xiàn)代鳥類具有很大的不同,。而對(duì)這些鳥類的骨骼形態(tài)學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)它們確實(shí)應(yīng)該具有了非常強(qiáng)的飛行能力,，可以說與現(xiàn)代飛行鳥類并無太大差別,。前肢翅膀羽毛的長度,、寬度和形態(tài)構(gòu)造與骨骼的形態(tài)學(xué)特征協(xié)調(diào)一致都說明這些原始鳥類應(yīng)該具有較強(qiáng)的飛行能力,；而這些鳥類的短短尾巴不僅過去沒有引起大家的注意,，而且還不能很好地解釋這些古鳥類已經(jīng)具有的較強(qiáng)的飛行能力。因此,，原始鳥類是如何完成起飛,、降落和一些空中技巧動(dòng)作等問題一直是個(gè)未解之謎。
線條輪廓圖,，黃色表示腿羽,，橙色表示尾羽
具有空氣動(dòng)力學(xué)特性羽毛在原始鳥類腿部的發(fā)現(xiàn)，使深受鳥類飛行起源之謎困擾的科學(xué)家們分明獲得了意外的收獲和靈感,。
在這枚新發(fā)現(xiàn)的反鳥的小腿(脛跗骨和腓骨)外側(cè),，保存有具有空氣動(dòng)力學(xué)特性的羽毛。雖然由于保存的原因,，這些羽毛的內(nèi)、外側(cè)羽片的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)并不明顯,，但是它們明顯彎曲的羽軸(羽毛的中軸)已經(jīng)使它們的空氣動(dòng)力學(xué)特性勿庸置疑,。這些羽毛的另一個(gè)重要特征是它們的長度已經(jīng)達(dá)到了脛跗骨長度的二分之一左右。雖然在有效負(fù)載面積上,，排列在小腿的外測的8-12枚這樣長的羽毛構(gòu)成的飛行單元要遠(yuǎn)小于前肢的翅膀,，但是在飛行布局上它們處在身體的后部，這樣大小的有效負(fù)載用于操控起飛,、降落及完成空中技巧飛行方面還是綽綽有余的，因?yàn)楝F(xiàn)代飛行鳥類的尾羽有效負(fù)載面積與前肢飛羽的相比也是非常小的,，但同樣可以有效完成飛行操控,。這樣，原始鳥類的短小尾羽造成的飛行操控能力的不足就能被發(fā)達(dá)的腿部羽毛所補(bǔ)充,。在現(xiàn)代鳥類中,，海雀的尾羽同樣較短，但是海雀寬大的蹼足有效地補(bǔ)充了這種功能上的不足,；而有些禿鷲的整個(gè)后腿,，包括腳趾間的蹼瓣，在降落時(shí)幫助完成有效的“剎車”功能,。
基于對(duì)不發(fā)達(dá)尾羽和發(fā)達(dá)腿羽的上述解釋，他們的研究一方面佐證了基于骨骼形態(tài)學(xué)得出的原始鳥類的飛行能力較強(qiáng)的推測,，另一方面也使看似怪異的短尾和后肢羽毛在飛行功能上得到了合理的解釋,。
另外，在飛行起源演化上，新發(fā)現(xiàn)的反鳥化石也進(jìn)一步支持了首先由科學(xué)家C. W. Beebe于1915年提出的有關(guān)鳥類飛行起源經(jīng)歷了“四個(gè)翅膀”階段的假說,。在該假說中,，Beebe通過始祖鳥的腿部存在廓羽這一現(xiàn)象提出在始祖鳥之前存在一個(gè)具有四個(gè)翅膀的祖先，存在于后肢上的翅膀具有被動(dòng)降落的功能,。同樣出產(chǎn)于遼西的顧氏小盜龍由于后肢上存在具有空氣動(dòng)力學(xué)特性的腿羽而支持了上述假說。最近國外學(xué)者提出始祖鳥腿上也存在廓羽,，其長度約為脛跗骨的三分之一左右,。但是有關(guān)始祖鳥腿羽的爭論并沒有因此而結(jié)束。中國早白堊世鳥類腿羽的發(fā)現(xiàn),，因此也支持了始祖鳥具有腿羽的假說,。
