问题

有很多恐龙的化石,也有很多鸟的化石,但为什么没有很多中间态的化石?

回答
很多人在讨论恐龙和鸟类之间的关系时,都会有一个疑问:既然鸟类是从恐龙演化而来的,为什么我们找不到太多“中间状态”的化石?这种疑问可以理解,毕竟我们想象中的演化过程,似乎应该像一条清晰可见的长链,每个环节都过渡得那么顺滑。但现实的化石记录,就像一本被精心挑选过的故事书,很多精彩的篇章被省略了。

首先,咱们得明白“中间态”这个词本身就有点误导性。演化不是一条直线,更不是按部就班的升级打怪。它更像是一棵枝繁叶茂的大树,主干(恐龙)上长出许多分支,其中一些分支(鸟类)最终开枝散叶,成为了我们今天看到的鸟儿。我们所谓的“中间态”,其实就是那个主干上,往某个分支伸展出去的、还保留着一些主干特征,同时又开始显露出新分支特征的某个节点。

那么,为什么这些节点不容易被我们发现呢?原因有很多,而且是多方面因素叠加的结果。

第一,化石本身就是极其罕见的幸运儿。

我们现在看到的任何化石,都是在地质历史长河中,经历了无数巧合才留存下来的。一个生物死亡后,想要变成化石,需要满足很多苛刻的条件。首先,它必须在死亡后被迅速地掩埋,防止被腐烂、被其他动物吃掉、或者被风化侵蚀。最理想的掩埋环境通常是沉积物,比如泥浆、沙子或者火山灰。然后,在漫长的时间里,这些沉积物会逐渐变成岩石,而生物体内的有机物质会被矿物质取代,最终变成石头。

想想看,地球上存在了多久?有多少生物死亡?又有多少生物被埋葬?又有多少被埋葬的生物最终变成了我们今天能挖出来的化石?这个比例低得令人发指。大多数死亡的生物,就像我们每天在路边看到的,很快就消失得无影无踪了。

第二,演化并不是缓慢而均匀的。

虽然我们常说演化是渐进的,但科学研究表明,演化速度在不同时期、不同地点、不同物种身上是不同的。有时候,当一个群体适应了某个新的环境,或者出现了一个关键性的新特征(比如适应飞行),演化速度可能会加快。这种快速演化的时期,往往意味着新物种的出现,而旧物种的某些特征可能还没来得及被广泛地记录下来,或者在它们特征改变的过程中,由于上述的化石形成概率问题,就错过了。

想象一下,如果某个恐龙群落开始朝着鸟类的方向演化,比如翅膀的出现、骨骼的轻盈化、羽毛的产生。这个过程不是一夜之间完成的,但如果这个过程中的某些阶段,正好处于一个化石形成概率极低的时期,或者那个时期的生物数量本来就不多,那么我们现在就很难找到那个“半成品”。

第三,“中间态”往往是过渡性的,数量可能不多,并且在地理分布上不一定广泛。

即使某个恐龙类群开始出现类似鸟类的特征,但这些特征可能最先出现在一个相对较小的种群中。这个种群可能只生活在特定的区域,它们的数量也可能不如它们没有这些新特征的亲戚那么多。而化石的发现,很大程度上取决于运气和勘探的努力。我们可能恰好在某个恐龙的“主干”化石丰富的地方进行了大量发掘,但那个区域恰好没有那个演化到一半的、数量也不多的“中间态”恐龙。

同时,那些具有一些新特征的恐龙,它们可能比它们的祖先更依赖于某些特定的生活方式或环境。如果这些环境不稳定,或者它们的新特征在某些方面反而不如旧特征适应,那么这个“中间态”的种群可能很快就灭绝了,留下的化石自然就更少。

第四,我们寻找的“中间态”可能不是我们想象的那样。

科学界现在普遍认为,鸟类是从兽脚类恐龙演化而来的。在兽脚类恐龙中,已经发现了许多带有羽毛的物种,有些甚至是色彩斑斓的。例如,赫氏近鸟龙(_Anchiornis huxleyi_)就是个很好的例子,它身上同时具备了很多恐龙的特征(比如牙齿、爪子)和鸟类的特征(比如完整的羽毛)。这些发现,其实已经在告诉我们很多关于恐龙到鸟类演化的线索。

问题在于,我们可能不自觉地将“中间态”理解为“既有恐龙的样子,又有鸟的样子,但还不是完全的鸟”。但真实的演化过程可能更像是:一群恐龙,它们开始长出羽毛(最初可能是保温或者展示),骨骼变得更轻盈,前肢的结构开始发生改变。这些变化是渐进的,而且是在骨骼、羽毛、消化系统、呼吸系统等各个方面同时或交替发生的。我们在化石中看到的,是这个过程中某个节点上的某个物种。

比如,某些早期的有羽毛恐龙,它们的“翅膀”可能不足以让它们真正地滑翔或飞翔,它们可能只是用它们来奔跑时增加平衡,或者用来跳跃,甚至是为了吸引配偶。这些都是朝着“飞行”这个最终目标迈出的重要一步,但它们自身可能还不能算是典型的“鸟”。如果我们只盯着“能飞”这个标准,可能就会忽略了这些重要的过渡类型。

第五,化石记录的解释是动态的,并且需要时间和证据积累。

科学研究是一个不断发展的过程。当我们发现新的化石,或者对现有化石有了新的分析技术(比如古蛋白质分析、CT扫描等),我们对演化过程的理解就会更新。在过去,我们对恐龙和鸟类关系的认识可能不如现在这么清晰。但随着几十年来大量有羽毛恐龙化石的发现,尤其是在中国辽宁等地发现的保存极其完好的化石,已经极大地弥补了我们对这一演化链条的认知。

曾经被认为很少的“中间态”,随着研究的深入和新证据的出现,实际上正在不断地被发现和识别出来。比如前面提到的近鸟龙,以及小盗龙(_Microraptor_),它们都显示出从恐龙到鸟类的复杂过渡特征。这些化石就像是故事书中被意外发现的、之前未被注意到的精彩插画,让整个故事更加完整和动人。

所以,与其说“没有很多中间态的化石”,不如说“我们发现的、能够清晰地填补恐龙和鸟类演化空白的中间态化石,相对我们所拥有的恐龙化石和鸟类化石的总量来说,数量还不够多”。这并非否定演化理论,而是强调了化石记录的稀缺性和演化过程的复杂性。科学的魅力就在于,我们通过这些零散的线索,不断地拼凑出一个越来越清晰的过去,而每一个新发现的化石,都可能是解开这个巨大谜团的关键一步。

网友意见

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有啊,很多!!!!

你所谓的“中间态”,指的可能就是带羽毛的恐龙吧?

实际上在恐龙的演化树上,这种“中间态”的极多,我们耳熟能详的暴龙都属于其中之一。

基本上,整个虚骨龙类,都是从非鸟恐龙到鸟类之间的中间态。

1、我们可以从美颌龙科看起:

美颌龙科学名:Compsognathidae)是群小型肉食性恐龙,通常有较传统的外形,生存于侏罗纪白垩纪。美颌龙科中有四个属,发现了接近原始羽毛的皮肤痕迹,它们包括:中华龙鸟中华丽羽龙Sinocalliopteryx)、侏罗猎龙、以及美颌龙。证据显示中华龙鸟与中国美羽龙全身覆盖者简单、原始的羽毛,而侏罗猎龙与美颌龙的尾巴与后肢仍覆盖者鳞片。羽毛可能起源于美颌龙科,而其中有些物种只有覆盖部分羽毛。[1]

2、然后是暴龙超科,也就是我们熟知的霸王龙那一大家子。

在中国东北就发现过同科物种,帝龙、华丽羽暴龙等等,在它们的化石上也发现了原始羽毛的痕迹。

暴龙超科学名:Tyrannosauroidea)是肉食性恐龙的一个超科演化支,属于兽脚亚目虚骨龙类,并包含暴龙科与其更原始的近亲。暴龙超科最初出现于侏罗纪劳亚大陆。到了白垩纪,它们已经成为北半球的大型优势掠食动物,暴龙则是当中最大型的物种。暴龙超科的化石已发现于西欧北美洲中亚以及东亚等地,可能还有澳大利亚
如同大部分的兽脚类恐龙,暴龙超科是群二足肉食性恐龙,并具有许多的共有衍征,尤其是头颅骨骨盆。在暴龙超科刚出现时,它们是群前肢细长,拥有三根手指的小型掠食动物晚白垩纪物种的体型更为庞大,有数种则成为有史以来陆地上最大型的掠食动物;大部分后期物种的前肢很小,并具有两指。帝龙是种早期的暴龙超科动物,出土于中国,已发现具有原始羽毛,其他暴龙超科也可能具有羽毛。许多暴龙超科的头部具有骨质冠,形状与尺寸变化很大,可能具有视觉辨识功能。[2]

3、似鸟龙下目

似鸟龙下目(Ornithomimosauria)意为“鸟类模仿者蜥蜴”,是一群兽脚亚目恐龙,外表类似现代的鸵鸟,例如似鸡龙。它们是群快速、敏捷、杂食性草食性恐龙,生存于白垩纪劳亚大陆(现在的亚洲欧洲北美洲)。似鸟龙下目首次出现于早白垩纪,并存活到晚白垩纪。它们似乎与较原始的虚骨龙类恐龙有亲缘关系,例如细颈龙暴龙科。似鸟龙下目的原始物种包括:似鹈鹕龙神州龙似鸟身女妖龙,还有大型的恐手龙,恐手龙的手臂长度可达2.4米。更先进的种都属于似鸟龙科,包括:似鸡龙古似鸟龙似鹅龙似鸵龙、以及似鸟龙。有些古生物学家,例如保罗·塞里诺(Paul Sereno),认为充满谜题的阿瓦拉慈龙科是似鸟龙下目的近亲,并将它们分类于似鸟龙超科(Ornithomimoidea)。[3]

4、偷蛋龙下目

偷蛋龙下目(Oviraptorosauria)是群兽脚亚目手盗龙类恐龙,生存于白垩纪亚洲北美洲。它们拥有喙状嘴、羽毛,头顶具有骨质冠饰。偷蛋龙下目包含偷蛋龙科近颌龙科、以及数个不属于以上科的物种,包括拟鸟龙尾羽龙、以及原始祖鸟。它们的体型从小如火鸡的尾羽龙,大至8米长、1.4公吨重的巨盗龙。如同其他手盗龙类,偷蛋龙下目接近鸟类的祖先,它们曾经被认为事实上代表者原始的无法飞行鸟类。目前最完整的偷蛋龙类化石,发现于亚洲;而北美洲的偷蛋龙类化石,则零缺较不完整。
目前已知最古老的偷蛋龙类是原始祖鸟切齿龙,也是体型最粗壮的偷蛋龙类。原始祖鸟、切齿龙的化石都发现于中国辽宁省义县组,地质年代约1亿2500万年前,相当于白垩纪早期的阿普第阶簧椎龙鞘虚骨龙的化石状态破碎,有可能是偷蛋龙类的原始物种。近年在英格兰瓦德赫斯特粘土组(Wadhurst Clay Formation)地层发现的一节小型脊椎骨,拥有类似偷蛋龙类的特征,而这地层的年代约1亿4000万年前。如果这化石属于偷蛋龙类,将使偷蛋龙类的演化起源食代提早。[4]

5、近鸟龙类

近鸟型恐龙学名:Paraves)或直接称为近鸟型,是个演化支,包含恐龙之中亲缘关系接近于鸟类而离偷蛋龙下目较远的所有物种,例如鸟翼类始祖鸟热河鸟和现代的鸟类)以及恐爪龙下目驰龙科伤齿龙科[5]

另外,推荐你去位于辽宁朝阳市的鸟化石国家地质公园,这里有大量带羽毛恐龙的化石,可能是全世界最全的,北京有高铁直达当地,号称花鸟源头,既能看到从龙到鸟的大量过渡化石,还能看到最早的花的化石。

参考

  1. ^维基-美颌龙科 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BE%8E%E9%A0%9C%E9%BE%8D%E7%A7%91
  2. ^维基-暴龙超科 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9A%B4%E9%BE%8D%E8%B6%85%E7%A7%91
  3. ^维基-似鸟龙 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E4%BC%BC%E9%B3%A5%E9%BE%8D%E9%A1%9E
  4. ^维基-偷蛋龙类 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%81%B7%E8%9B%8B%E9%BE%99%E7%B1%BB
  5. ^维基-近鸟龙类 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%BF%91%E9%B3%A5%E9%A1%9E
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更新:

仔细想了一下,如果我们只是单纯的把中间态看做特征的话,从非鸟恐龙一路向鸟类的演化途径中,中间态确实可以出现在各个类群中,但是这些类群不是非鸟恐龙演化向鸟类的中间态(这里的中间态是指整体形态)。

假如说,从恐龙向非鸟恐龙的演化途径中最接近鸟类的那个物种(其实很暗找到),其具有ABCDEFG……很多特征,其中A特征可能存在于似鸟龙下目,B特征可能存在于窃蛋龙下目,C特征可能存在于恐爪龙下目,不同的恐龙类群具有不同的中间态特征,但是没有一个恐龙类群可以说是从恐龙到鸟的中间态。


原答案:

首先我们要明确,什么叫中间态

有些答案举例与广义鸟类-鸟翼类( Avialae)亲缘关系较近的恐龙类群的化石,比如美颌龙科、暴龙超科、窃蛋龙下目、恐爪龙下目等等,认为这些恐龙类群是恐龙与鸟的中间态,但实际上这些并不能算中间态,只能算是与中间态亲缘关系较近的类群,因为鸟类并不是从这些类群演化而来的,这些类群本身也已经特化。

实际上,我们永远无法在化石中寻找到中间态的化石,只能寻找到与中间态亲缘关系较近的化石,来推测中间态的性状。可以看我的这篇文章,为什么我们无法确定一种古生物是现生生物的祖先:

既然题主说有很多鸟类的化石,那么我暂时认为题主所说的鸟类是指鸟翼类,这个类群包括大量早期鸟类,比如始祖鸟、近鸟龙、热河鸟、孔子鸟、反鸟类、黄昏鸟类等等。如果只是说现生鸟类组成的类群-今鸟类(Neornithes)的话,这个类群的化石记录在中生代并不丰富。

单看系统发育树的话,你无法在鸟翼类与其上一个分类单元近鸟类(Paraves)之间找到更多类群了。按照目前的系统发育分析,近鸟类一分为二,分成鸟翼类和恐爪龙类,其中恐爪龙类包括驰龙科和伤齿龙科,但是恐爪龙类并不算中间态,因为鸟翼类不是从恐爪龙类演化而来的,与恐爪龙类是姊妹群。

接近鸟类和非鸟恐龙的中间态类群-近鸟龙科

除了我们永远无法确定一类化石处于演化树的主干上以外,还有一个原因就是人为的界定。

我们把鸟翼类定义为与现生鸟类亲缘关系更近与驰龙科亲缘关系更远的类群,这样在系统发育树上就永远不会存在介于鸟翼类和近鸟类之间的类群(按照近鸟类一分为二的系统发育模型)。

话是这么说,但是我们普遍认为,鸟类应该具有扑翼飞行的能力,在鸟翼类中,除了少数类群(晓廷龙),其他的都普遍具有扑翼飞行能力。这也符合鸟的定义。

近鸟龙科(Anchiornithidae)可以看做是鸟类中最接近非鸟恐龙的鸟类,比较完整的化石有近鸟龙(Anchiornis)、始中国羽龙(Eosinopteryx)、曙光鸟(Aurornis)、彩虹龙(Caihong)、晓廷龙(Xiaotingia)、丝鸟龙(Serikornis)。

但在往前一步,比近鸟龙科稍微原始一点的恐龙是什么样子呢,根据之前的定义那就是伤齿龙科和驰龙科组成的恐爪龙类了,但是这两个类群中的化石成员都具有大量的衍征,而且缺少晚侏罗世的化石记录,如果我们能发现晚侏罗世恐爪龙类的基干成员的化石,那么我们可以根据这些化石推测出最接近鸟类的非鸟恐龙是什么样子了。

观察下图,可以发现近鸟龙和早期的伤齿龙科还是比较相似的。

其实,如果我们把鸟类定义为始祖鸟与现生鸟类的最近共同祖先及其后代的话,那么近鸟龙科可以被认为是一个及其类似鸟类和非鸟恐龙之间过渡形态的类群。而且近鸟龙科的分类位置其实并不固定,不同的学者不同的研究结果认为它们可能是基干伤齿龙科或基干驰龙科。但不管怎样,其分类位置与出现的时间都表明它们与鸟类祖先的形态非常相近。

想了解更多可以看一下内容:

为什么接近中间态的古生物化石比较少

如果观察演化树,你会发现大部分生物都集中在几个支系中,支系和支系之间的过渡类型往往并不多,由于化石记录的不完整性以及生物形成化石比较困难,化石往往保存那些多样性比较高的类群,这些类群一般个体也更多,更容易形成化石。这些类群有一些共有的特征来自于成功的辐射演化,这就使得类群内部的成员偏离祖先状态,而祖先状态是比较接近与其他类群的过渡形态的,即与其他类群的共同祖先的形态。

所以说,化石记录中缺少中间态,可能是因为中间态在自然界中往往不占据主导地位,多样性和个体数量都很低,直到其得到机会可以填充生态位,大规模辐射演化,才能留下丰富的化石记录。

不过也有另外的可能性,化石保存的不均一性、建树的方法,可能导致了我们构建出的系统发育树本身就是这种形式,要解决这些我们只能努力去寻找更多的化石,用更符合生物演化方式的方法去构建系统发育树了。

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没有中间态?想想吧,古生物学家们发现印石板始祖鸟,柏林始祖鸟,赫氏近鸟龙,徐氏曙光鸟,郑氏晓廷龙,巨嵴彩虹龙,孙氏丝鸟龙,孙氏振元龙,原始热河鸟,杜氏孔子鸟,圣贤孔子鸟,郝氏中鸟,朝阳会鸟,高冠红山鸟,火盗龙,蒙古伶盗龙,杨氏长羽盗龙,杨氏钟建龙,渤海舞龙,佛舞龙,佛母龙,奥氏伶盗龙,奥氏天宇盗龙,千禧中国鸟龙,长臂混元龙,奇翼龙,平衡恐爪龙,哈兹卡盗龙,大黑天神龙,鹫龙,南方盗龙,蒙古蜥鸟龙,犹他盗龙,巴拉乌尔龙,宁城树息龙,胡氏耀龙,达科塔盗龙,阿基里斯龙,西似鸟龙,中国鸟脚龙,始中国羽龙,中国猎龙,临河猎龙,辽宁大连龙,辽宁猎龙,临河盗龙,嘉年华龙,潜伏女猎手龙,美丽伤齿龙,细爪龙,艾伯塔驰龙,艾伯塔猎龙,乌哈猛男龙,杰氏拜伦龙,蒙古蜥鸟龙等等近鸟类恐龙,才几年哪,

忘啦!

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