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好奇、努力、堅(jiān)持、質(zhì)疑……我們這樣證明恐龍變成了鳥(niǎo)

來(lái)源:北京科技報(bào)    發(fā)布日期:2022-09-05 11:22:58   閱讀量:0

全國(guó)各地中小學(xué)都迎來(lái)了新學(xué)期的開(kāi)學(xué)季,人教版小學(xué)語(yǔ)文課文《飛向藍(lán)天的恐龍》作者、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員徐星為我們帶來(lái)開(kāi)學(xué)第一課。

整理/記者 陳永杰     圖文編輯/陳永杰

主講嘉賓

徐星(中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員、人教版小學(xué)語(yǔ)文課文《飛向藍(lán)天的恐龍》作者)

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▲徐星在實(shí)驗(yàn)和小盜龍化石的合影(供圖/徐星)

在人民教育出版社的四年級(jí)語(yǔ)文上冊(cè)教材中有一篇《飛向藍(lán)天的恐龍》的科普文章。這篇課文展現(xiàn)了恐龍家族經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的演化,怎么樣從地面上一步步演化出各種各樣像鳥(niǎo)的特征,演化出飛行的器官和飛行能力,最終飛向藍(lán)天,變成了五色斑斕的鳥(niǎo)類(lèi)??铸埖降诇缃^了嗎?有哪些證據(jù)能證明鳥(niǎo)類(lèi)是恐龍的后裔?恐龍化石發(fā)掘有哪些秘密?

▲人教版小學(xué)語(yǔ)文課文《飛向藍(lán)天的恐龍》  (供圖/徐星)

《飛向藍(lán)天的恐龍》作者、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所研究員徐星為我們揭秘恐龍如何演變成鳥(niǎo)類(lèi)。

◇ ◇ ◇ 

好奇讓“新手”成發(fā)現(xiàn)化石最多的人

很多人都喜歡恐龍,究其原因,可能是因?yàn)辇嫶篌w型、奇特外貌或者是遙遠(yuǎn)的存在,另外還有霸王龍、三角龍、馬門(mén)溪龍等恐龍明星的存在。

▲馬門(mén)溪龍復(fù)原圖  (供圖/徐星  繪圖/趙闖)

2005年美國(guó)《科學(xué)》雜志列出了125個(gè)科學(xué)難題,這些問(wèn)題包括:什么組成了宇宙?生命如何起源?還有一些問(wèn)題跟恐龍研究有關(guān)系,比如恐龍是怎么滅絕的?恐龍為什么會(huì)長(zhǎng)這么大?

▲恐龍明星復(fù)原圖  (供圖/徐星  繪圖/Brian Choo) 

古生物學(xué)不僅研究恐龍化石,還研究其他類(lèi)化石。為何恐龍化石有這么大的魅力?究其原因,古生物學(xué)研究除了像其他科學(xué)領(lǐng)域一樣需要?jiǎng)幽X子去探索世界,還有一個(gè)特別的地方,就是需要我們擁抱大自然,到野外去尋找隱藏在大地當(dāng)中有關(guān)生命演化的奧秘。

由于剛剛參加工作的隊(duì)員對(duì)野外的每個(gè)細(xì)節(jié)都充滿了好奇,不會(huì)放棄任何的異常現(xiàn)象,正是好奇心指導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)了很多重要的化石。

恐龍化石發(fā)掘者被稱(chēng)為‘恐龍化石的獵人’,工作最重要的一步就是能發(fā)現(xiàn)恐龍化石。讓人感到驚奇的是,找到最多化石的往往不是有經(jīng)驗(yàn)的野外工作者,恰恰是剛剛參加野外工作的隊(duì)員。這是由于他們對(duì)野外的每個(gè)細(xì)節(jié)都充滿了好奇,不會(huì)放棄任何的異常現(xiàn)象,正是好奇心指導(dǎo)他們發(fā)現(xiàn)了很多重要的化石。


▲剛剛參加野外工作的隊(duì)員,由于有好奇心,能夠從從蛛絲馬跡中找到最重要的化石 (供圖/徐星)

我最喜歡的恐龍化石地區(qū)是新疆準(zhǔn)噶爾盆地的五彩灣地區(qū)。這里的風(fēng)景非常漂亮。考察隊(duì)員居住的小帳篷就在巖石的旁邊,享受著野外生活的樂(lè)趣。抬眼遠(yuǎn)望就是戈壁沙漠。

▲新疆準(zhǔn)噶爾盆地五彩灣地區(qū),遠(yuǎn)處就是雪山 (供圖/徐星)

其實(shí),在野外科考遇到最多的是沙塵暴、洪水等惡劣環(huán)境。在戈壁沙漠當(dāng)中尋找化石最大的挑戰(zhàn)就是高溫、蚊蟲(chóng)、毒蟲(chóng)和野獸。我們?cè)跍?zhǔn)噶爾盆地的野外發(fā)掘,有很多重要發(fā)現(xiàn)。

比如,在1.6億年前形成的巖石當(dāng)中,我們找到了三角龍的祖先—隱龍的化石。

▲隱龍化石(供圖/徐星)

▲隱龍生活時(shí)代復(fù)原圖(供圖/徐星)

我們還發(fā)現(xiàn)了霸王龍?jiān)谫_紀(jì)的祖先—冠龍的化石,這對(duì)理解霸王龍家族的演化歷史非常重要。

▲霸王龍?jiān)谫_紀(jì)的祖先—冠龍的化石(供圖/徐星)

▲冠龍復(fù)原圖(供圖/徐星  繪圖/張宗達(dá))

在白堊紀(jì)的地層當(dāng)中,我們?cè)诎柾呃灼濤堫?lèi)化石的脖子附近發(fā)現(xiàn)了非常小的鱷魚(yú)殘?。ㄏ聢D紅點(diǎn)處)。我們猜測(cè)恐龍吃下鱷魚(yú)之后就死亡了。我們就給這塊化石命名為“最后的晚餐”。

▲阿爾瓦雷茲龍類(lèi)化石(供圖/徐星)

化石是一層一層地保存,在上面一層是小化石,中間一層是中等化石,下面有一層更大的化石,我們稱(chēng)之為“恐龍三明治”的保存方式。通過(guò)研究,我們提出了這樣的解釋?zhuān)涸谶@個(gè)區(qū)域不僅生活著比較小的恐龍,還生存著最大體長(zhǎng)將近40米的馬門(mén)溪龍,它們把河邊的軟泥踩成小坑,小坑被泥水淹沒(méi),就形成了一個(gè)個(gè)小的泥潭。生活在這個(gè)區(qū)域的一些小型恐龍不小心就會(huì)掉進(jìn)泥潭當(dāng)中死亡,被后來(lái)的一些泥沙掩埋,形成化石。這樣的故事一次一次發(fā)生,最后就形成了“恐龍三明治”的保存方式。

▲恐龍化石的三明治保存方式,陷入巨型恐龍踩坑中的小恐龍(供圖/徐星)

在“恐龍三明治”中,我們找到了一些奇特的恐龍。最奇特的是發(fā)現(xiàn)恐龍吃了一肚子的小石子。我們知道一些恐龍和現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)一樣沒(méi)有牙齒,小石子能夠有效地研磨食物。還有些鳥(niǎo)類(lèi)吃石子是為了清理腸道。我們?cè)?.6億年前侏羅紀(jì)時(shí)代的小恐龍當(dāng)中,居然發(fā)現(xiàn)也有了像鳥(niǎo)一樣的行為。我們給這種恐龍命名叫“難逃泥潭龍”。因?yàn)檫@種恐龍是陷在了泥潭當(dāng)中,怎么也逃不出來(lái),然后死亡形成了化石。

▲難逃泥潭龍的化石中發(fā)現(xiàn)了小石子(上圖紅框內(nèi),右圖為放大圖) (供圖/徐星) 

通過(guò)研究化石,我們發(fā)現(xiàn)生活在1.6億年前的難逃泥潭龍?jiān)?歲之前是有牙齒的,到了成年后才變得像鳥(niǎo)一樣,有了喙。通過(guò)研究,我們發(fā)現(xiàn)這種恐龍?jiān)谛〉臅r(shí)候喜歡吃肉,是雜食性的動(dòng)物,但是到了成年以后開(kāi)始吃植物,這和它牙齒的丟失、喙的產(chǎn)生是有關(guān)系的。

▲難逃泥潭龍復(fù)原圖(供圖/徐星  繪圖/Portia Sloan)

◇ ◇ ◇ 

偶然發(fā)現(xiàn)背后,一定有大量的努力

世界上首次證明恐龍睡眠行為是從一塊化石上發(fā)現(xiàn)的,這塊化石上的恐龍頭和身子盤(pán)成了一圈。剛剛發(fā)現(xiàn)這塊化石的時(shí)候,我們認(rèn)為它僅僅是一個(gè)保存特別精美的化石。

▲在中國(guó)遼寧省北票市發(fā)現(xiàn)了距今 1.4 億年早白堊世的寐龍化石,在世界上首次證明恐龍睡眠行為  (供圖 / 徐星  繪圖 /Mick Ellison)

我偶然注意到恐龍的嘴巴埋藏在翅膀的下面。我們知道,不同的動(dòng)物都有不同的睡眠方式,鳥(niǎo)類(lèi)需要保暖,經(jīng)常會(huì)把嘴巴或者頭藏到翅膀下面。就是這么一個(gè)細(xì)節(jié),讓我意識(shí)到原來(lái)恐龍有可能具有像鳥(niǎo)一樣的睡眠行為。

內(nèi)蒙古二連浩特是一個(gè)恐龍化石的圣地,20世紀(jì)20年代,美國(guó)自然博物館組成了一個(gè)考察隊(duì)從北京出發(fā),一路向北向西,他們希望在蒙古高原上找到人類(lèi)祖先的化石。但是他們?cè)趯ふ衣吠局?,沒(méi)有找到人類(lèi)化石,反而意外地找到了各種各樣的化石,其中就包括恐龍化石。

20多年前,我國(guó)科研人員開(kāi)始在這個(gè)區(qū)域,找到不少恐龍的化石,甚至包括一些新的恐龍物種。我們命名了兩種恐龍物種,一種叫做內(nèi)蒙古龍,另外一種叫做二連龍。

當(dāng)時(shí)中央電視臺(tái)來(lái)到了內(nèi)蒙古二連浩特想拍一個(gè)紀(jì)錄片,展現(xiàn)內(nèi)蒙古龍和二連龍化石發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。拍攝完成以后,中央臺(tái)編導(dǎo)提出來(lái)為了讓紀(jì)錄片顯得更加生動(dòng),需要補(bǔ)拍幾個(gè)科研人員挖化石的鏡頭。在選取挖掘地點(diǎn)的時(shí)候,有一個(gè)工作隊(duì)員將帽子扔到了空中,帽子落到哪兒就挖掘哪兒。當(dāng)我們把巖石打開(kāi)的一瞬間,我們都驚呆了,居然在帽子落地的巖石下面就有新的恐龍化石。

▲中央電視臺(tái)拍攝紀(jì)錄片現(xiàn)場(chǎng), 意外發(fā)現(xiàn)蜥腳類(lèi)恐龍化石 (供圖 / 徐星)

我們就把這些化石取回了實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行修理、進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)這個(gè)化石是一個(gè)蜥腳類(lèi)的背椎化石,而且這個(gè)化石跟原來(lái)這個(gè)地區(qū)發(fā)現(xiàn)的化石完全不一樣。根據(jù)這個(gè)化石我們命名了一種新的恐龍物種,叫做蘇尼特龍,它屬于一種小型的蜥腳類(lèi)恐龍。

▲徐星(左)和蜥腳類(lèi)恐龍——蘇尼特龍化石合影 (供圖 / 徐星) 

一般蜥腳類(lèi)恐龍?bào)w長(zhǎng)至少要20米,甚至30米,但是蘇尼特龍是蜥腳類(lèi)家族當(dāng)中的“侏儒”,體型只有大概不到10米長(zhǎng)。這一發(fā)現(xiàn)讓我們興奮不已。 

日本的一家電視臺(tái)也來(lái)到了二連浩特,希望報(bào)道蘇尼特龍的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,編導(dǎo)也提出了同樣的拍攝幾個(gè)鏡頭的要求。一位工作隊(duì)員建議,剛在幾十米外的一個(gè)干涸的河床邊上看見(jiàn)露出來(lái)了一塊骨頭,從大小來(lái)看,很有可能是蘇尼特龍。當(dāng)我們通過(guò)刷子暴露更多的化石后,我們意識(shí)到這塊化石根本就不是蘇尼特龍的化石,它是一個(gè)原來(lái)沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的恐龍物種的化石。

▲日本電視臺(tái)拍攝現(xiàn)場(chǎng),意外發(fā)現(xiàn)大型獸腳類(lèi)恐龍——巨盜龍化石 (供圖 / 徐星)

我們把化石采集回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行修理和研究,發(fā)現(xiàn)原來(lái)是一個(gè)大型獸腳類(lèi)巨盜龍化石。這種恐龍長(zhǎng)得非常像鴕鳥(niǎo),跟鳥(niǎo)類(lèi)的親緣關(guān)系比較近,但它居然有這么大的體型,死亡的時(shí)候我們預(yù)計(jì)大概體重有3000公斤。我們還用CT照了它的骨骼內(nèi)部,想看看到底是何種生物。這種恐龍的骨骼在CT下呈現(xiàn)像窩狀的結(jié)構(gòu),其骨骼重量又輕,但是它又很堅(jiān)固。這個(gè)發(fā)現(xiàn)被美國(guó)《時(shí)代》雜志評(píng)為2007年度世界十大科技發(fā)現(xiàn)之一。

▲巨盜龍11歲死亡,體重~3250公斤 (供圖 / 徐星)

▲巨盜龍化石的骨骼在CT下呈現(xiàn)像窩狀的結(jié)構(gòu),其骨骼重量又輕,但是它又很堅(jiān)固(供圖 / 徐星)

為什么科學(xué)界一些重大發(fā)現(xiàn)總有些偶然成分?其實(shí),偶然發(fā)現(xiàn)之前,一定有大量的努力和付出!

◇ ◇ ◇ 

“最后一天運(yùn)氣”源于堅(jiān)持和付出

除了好奇心和偶然之外,堅(jiān)持對(duì)于恐龍化石的發(fā)掘也至關(guān)重要。遼寧及其周邊地區(qū)和內(nèi)蒙古環(huán)境完全不一樣。這里植被非常茂密,這個(gè)地方的化石幫助我們解答了恐龍演化中有關(guān)披著鱗片或者鱗甲的問(wèn)題。

之前,在世界有些地方發(fā)現(xiàn)的恐龍化石,表明恐龍的身上有鱗片和鱗甲,比如在北美發(fā)現(xiàn)的鴨嘴龍、角龍。所以我們認(rèn)為恐龍的身上應(yīng)該披著鱗片和鱗甲。但是,實(shí)際情況是不是這樣呢?

1996年,在中國(guó)發(fā)現(xiàn)了第一塊保存有羽毛的恐龍化石??茖W(xué)家給它起了個(gè)名字叫中華鳥(niǎo)龍,它還有一個(gè)名字叫中華龍鳥(niǎo)。這個(gè)起名有我們對(duì)化石的認(rèn)知進(jìn)步的過(guò)程。這個(gè)化石不僅有其他化石一樣保存的骨骼,更重要的是化石上還保存了黑色的原始羽毛。

▲首次發(fā)現(xiàn)保存羽毛的恐龍——中華鳥(niǎo)龍化石(供圖 / 徐星) 

實(shí)際上,恐龍有原始羽毛并不是一個(gè)新鮮的概念,最早在上個(gè)世紀(jì)60年代的時(shí)候,有一個(gè)阿根廷的學(xué)者就提出來(lái),有一些跟鳥(niǎo)類(lèi)親緣關(guān)系比較近的恐龍,身體上應(yīng)該長(zhǎng)有羽毛。上個(gè)世紀(jì)七八十年代的時(shí)候,有美國(guó)的一些藝術(shù)家已經(jīng)把有些恐龍身上放上了羽毛,但是從來(lái)沒(méi)有科學(xué)家能找到證據(jù)顯示恐龍身上長(zhǎng)有羽毛。

1997年,中華鳥(niǎo)龍化石后發(fā)現(xiàn)不久,我們也來(lái)到了這個(gè)地區(qū)。當(dāng)時(shí)正值冬季,非常寒冷,我們非常希望能夠發(fā)現(xiàn)更多的帶羽毛的恐龍化石。我們工作了30多天,仍然一無(wú)所獲。正當(dāng)我們準(zhǔn)備離開(kāi)的最后一天,當(dāng)?shù)厝司栀?zèng)了一塊非常破碎的化石,有幾百塊,希望能夠?qū)茖W(xué)研究有所幫助。我們?cè)诨幕A(chǔ)上進(jìn)行拼接、復(fù)原和研究,發(fā)現(xiàn)這塊化石居然代表了一個(gè)新的物種,我們給它起名字叫北票龍。它對(duì)于我們理解羽毛的演化,恐龍?jiān)趺礃幼兂渗B(niǎo)類(lèi),是非常重要的發(fā)現(xiàn)。

▲北票龍化石發(fā)現(xiàn)的時(shí)候非常破碎,這塊化石對(duì)于理解羽毛的演化,恐龍?jiān)趺礃幼兂渗B(niǎo)類(lèi)提供了重要的證據(jù)(供圖 / 徐星)

▲北票龍發(fā)原圖(供圖 / National Geographic) 

為什么會(huì)有“最后一天運(yùn)氣”呢?原因很簡(jiǎn)單,就是堅(jiān)持之后的結(jié)果。每次“最后一天運(yùn)氣”,往往都在野外堅(jiān)持 30 天、40 天、50 天,甚至是60 天之后發(fā)  現(xiàn)。只有大量的付出,最后才能有所發(fā)現(xiàn)。

1998年,我們又經(jīng)歷一次“最后一天運(yùn)氣”。那次,我們?cè)谝巴庥?0多天,就在考察快要結(jié)束的時(shí)候,一位同事找到了一塊重要的化石,上面有很多的骨頭,也有很多的羽毛印痕保存。這個(gè)化石代表一個(gè)恐龍的新物種,我們給它起名叫做中國(guó)鳥(niǎo)龍。這種恐龍給我們展現(xiàn)了恐龍實(shí)際上已經(jīng)可以像鳥(niǎo)一樣拍打它的翅膀,這對(duì)于學(xué)會(huì)飛行是非常重要的。

▲中國(guó)鳥(niǎo)龍化石(供圖 /徐星)

▲中國(guó)鳥(niǎo)龍復(fù)原圖(供圖 / National Geographic)

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很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)都是來(lái)自質(zhì)疑和批評(píng)

在科學(xué)發(fā)現(xiàn)很多重要的發(fā)現(xiàn),其實(shí)也是最常見(jiàn)的一類(lèi)發(fā)現(xiàn),就是來(lái)自質(zhì)疑和批評(píng)的發(fā)現(xiàn)。

傳統(tǒng)意義上,恐龍是生活在地面上的體型龐大的動(dòng)物,奔跑能力也非常強(qiáng)??茖W(xué)家通過(guò)觀察各種各樣的恐龍,發(fā)現(xiàn)恐龍的身體結(jié)構(gòu)適宜在地面上生存,適合在地面上奔跑。一般恐龍腳上的爪子都比較平直,只有手上的爪子比較彎曲。

▲第一塊小盜龍化石(供圖 /徐星)

但是,我們發(fā)現(xiàn)小盜龍的化石有兩點(diǎn)特別特殊:一是,小盜龍的體型特別小,重量超不過(guò)一公斤;二是,小盜龍腳上的爪子形態(tài)跟生活在樹(shù)上的鳥(niǎo)類(lèi)腳爪更加相似。這意味著小盜龍可能是生活在樹(shù)上的一種恐龍。這涉及到一個(gè)非常重要的演化事件??茖W(xué)家很早以前就相信恐龍變成了鳥(niǎo)類(lèi),但是恐龍變成鳥(niǎo)類(lèi)要演化出來(lái)各種各樣鳥(niǎo)類(lèi)的特征,其中有一個(gè)最重要的特征是飛行。

▲小盜龍腳趾長(zhǎng)度比例和爪子的彎曲度顯示它能生活在樹(shù)上(供圖 /徐星)

▲小盜龍生活在樹(shù)上的復(fù)原圖(供圖 /徐星)

恐龍從地面上怎么樣飛到藍(lán)天上?按照現(xiàn)代生物學(xué)的觀點(diǎn),學(xué)會(huì)飛或者剛剛有一點(diǎn)飛行能力的生物都是生活在樹(shù)上的。比如會(huì)會(huì)滑翔的蜥蜴、會(huì)滑翔鼯鼠,甚至青蛙也會(huì)滑翔。這些會(huì)滑翔的動(dòng)物一般都是從樹(shù)上、從高處往下飛,這是因?yàn)閺母咛幫率歉菀椎囊患虑?。而從地面直接飛到天上是非常困難的事情,像飛機(jī)起飛一樣,只有速度特別快,才才能飛上藍(lán)天。所以,很多專(zhuān)家認(rèn)為既然恐龍是生活在地面上的,它就不可能演化出來(lái)飛行的能力。但是小盜龍的出現(xiàn),告訴我們有些恐龍是有可能生活在樹(shù)上的,它有可能從樹(shù)上往下跳,進(jìn)行滑翔,最終學(xué)會(huì)飛行的能力。 

通過(guò)更多的小盜龍化石研究,發(fā)現(xiàn)了更加讓我們吃驚的現(xiàn)象。鳥(niǎo)類(lèi)身上有寬大的羽毛,長(zhǎng)在翅膀和尾巴上,我們叫做飛羽。典型的飛羽都是不對(duì)稱(chēng)的,左右兩個(gè)羽片大小不一樣,一邊寬,一邊窄??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),飛行能力越強(qiáng)鳥(niǎo)類(lèi)的羽毛不對(duì)稱(chēng)性越強(qiáng)。而飛行能力越弱或者不會(huì)飛的鳥(niǎo)類(lèi)的飛羽幾乎都是對(duì)稱(chēng)的。但在小盜龍化石里,我們居然看見(jiàn)了不對(duì)稱(chēng)的羽毛,更加讓我們吃驚的是在小盜龍的腳上不對(duì)稱(chēng)羽毛也有分布。

▲不對(duì)稱(chēng)的羽毛不僅分布在小盜龍化石前肢和尾巴上,還分布在后肢上(紅圈處)(供圖 /徐星) 

小盜龍化石里不對(duì)稱(chēng)羽毛的分布讓我們提出了四翼恐龍的想法:它長(zhǎng)了四個(gè)翅膀,如果把尾巴也當(dāng)成一個(gè)翅膀,相當(dāng)于是五個(gè)翅膀的一種動(dòng)物。實(shí)際上,并不是我們直接得出來(lái)的,而是在不斷修改后得出的。

▲在小盜龍化石上發(fā)現(xiàn)了不對(duì)稱(chēng)的羽毛(左),現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的羽毛(右)飛行能力越強(qiáng)羽毛越不對(duì)稱(chēng)。從空氣動(dòng)力學(xué)的角度,不對(duì)稱(chēng)的結(jié)構(gòu)幫助飛行(供圖 /徐星)

當(dāng)時(shí),國(guó)際上有很多團(tuán)隊(duì)在研究小盜龍化石,2002年,其他的兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在我們之前發(fā)表了有關(guān)新的小盜龍化石研究成果。他們的研究認(rèn)為小盜龍腳上沒(méi)有飛羽。另外一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)觀察,認(rèn)為小盜龍身上的羽毛都是對(duì)稱(chēng)的。兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)的觀察,跟我們的研究是完全相反的。

為什么同樣的化石會(huì)得出不同的結(jié)論?我把它歸結(jié)到已經(jīng)掌握的知識(shí)會(huì)禁錮你的思維,年齡有助于經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的增長(zhǎng),但也會(huì)導(dǎo)致自由思維的喪失。已掌握的科學(xué)知識(shí)會(huì)禁錮你的思維,科學(xué)家對(duì)世界的觀察都或多或少存在“偏見(jiàn)”。我們能做的就是盡量減少自己的“偏見(jiàn)”??茖W(xué)的進(jìn)步是在與各種“偏見(jiàn)”的碰撞當(dāng)中慢慢形成的,最終會(huì)達(dá)到真理的彼岸。 

已掌握的科學(xué)知識(shí)會(huì)禁錮你的思維,科學(xué)家的觀察都或多或少存在“偏見(jiàn)”。我們能做的就是盡量減少自己的“偏見(jiàn)”。

第一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)為什么認(rèn)為腳上沒(méi)有飛羽?因?yàn)槲覀儗?duì)現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的認(rèn)知,現(xiàn)在的鳥(niǎo)類(lèi)只有不對(duì)稱(chēng)的羽毛,從來(lái)沒(méi)有在腳上發(fā)現(xiàn)過(guò),都是長(zhǎng)在翅膀和尾巴上的。所以這個(gè)團(tuán)隊(duì)就猜測(cè)埋藏在小盜龍化石腳附近的羽毛一定是翅膀或者是尾巴上的羽毛,在化石形成的過(guò)程當(dāng)中沖過(guò)來(lái)的,而不是小盜龍?jiān)瓉?lái)就長(zhǎng)了的羽毛。

▲第一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文認(rèn)為小盜龍腳上沒(méi)有飛羽(供圖 /徐星) 

第二個(gè)團(tuán)隊(duì)為什么認(rèn)為飛羽是對(duì)稱(chēng)的呢?因?yàn)樗麄冎饕茄芯靠铸埑錾淼?,?jīng)驗(yàn)非常多,他們有一個(gè)固定思維,認(rèn)為恐龍還沒(méi)有學(xué)會(huì)飛,所以當(dāng)看見(jiàn)小盜龍化石當(dāng)中有羽毛的時(shí)候,盡管羽毛實(shí)際上是不對(duì)稱(chēng)的,但是在他的眼里還是對(duì)稱(chēng)的。思維的禁錮導(dǎo)致認(rèn)識(shí)上的偏差。

▲第一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)表論文認(rèn)為小盜龍飛羽是對(duì)稱(chēng)的(供圖 /徐星) 

2003年,我們向科學(xué)界宣布小盜龍有不對(duì)稱(chēng)的羽毛,而且這種不對(duì)稱(chēng)的羽毛還長(zhǎng)在了腳上。英國(guó)的《自然》雜志發(fā)表了我們的論文(化石和復(fù)原圖請(qǐng)見(jiàn)封面),在全世界引起了非常大的轟動(dòng)。通過(guò)這一發(fā)現(xiàn),我們可以推測(cè)恐龍飛向藍(lán)天是從地面上開(kāi)始的,有一種恐龍可能到了樹(shù)上,最后演化出來(lái)四個(gè)翅膀。隨著前面的翅膀越來(lái)越發(fā)達(dá),后邊的翅膀逐漸退化,所以今天的鳥(niǎo)類(lèi)只用兩個(gè)翅膀飛,它的腳用來(lái)行走。

▲2003年,著名學(xué)術(shù)期刊英國(guó)《自然》雜志發(fā)表徐星團(tuán)隊(duì)關(guān)于四翼恐龍飛翔演化假說(shuō)的論文,在全世界引起了非常大的轟動(dòng)(供圖 /徐星)

我們的論文發(fā)表以后受到了不少學(xué)者的質(zhì)疑,著名的學(xué)者加州大學(xué)伯克利分校的凱文·佩迪恩(Kevin Padian)教授寫(xiě)過(guò)幾篇論文,質(zhì)疑和批評(píng)我們的論文。他認(rèn)為不可能有四翼恐龍,一種可能是化石造假。他還提出,即便是真的化石,它跟飛行的起源也沒(méi)有關(guān)系,它應(yīng)該是一個(gè)特殊的現(xiàn)象,是個(gè)例,跟鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)會(huì)飛是沒(méi)有關(guān)系的。

為什么凱文·佩迪恩不相信四翼恐龍,因?yàn)樗茄芯靠铸堊兂渗B(niǎo)的一個(gè)先驅(qū),同時(shí)會(huì)受到一些固有思維的影響。他非常熟悉現(xiàn)在的鳥(niǎo)類(lèi)是用翅膀飛行,用后肢走路。所以,他想象不到恐龍存在四翼的現(xiàn)象。

實(shí)際上質(zhì)疑和批評(píng)是科學(xué)界常有的一種現(xiàn)象,科學(xué)進(jìn)步就是在這種質(zhì)疑、批評(píng)和討論過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的。

我們回應(yīng)質(zhì)疑和批評(píng),最好的方法是去尋找更多的科學(xué)證據(jù)。我們花了更多時(shí)間在野外、在實(shí)驗(yàn)室里去尋找更多的證據(jù)。后來(lái)證明,小盜龍化石四翼現(xiàn)象并不是化石造假,它確實(shí)是一個(gè)真實(shí)的生物學(xué)現(xiàn)象。更加重要的是不僅在小盜龍身上找到了四翼的證據(jù),我們還在足羽龍、近鳥(niǎo)龍、曉廷龍、會(huì)鳥(niǎo)等早期的化石上都找到了四翼的現(xiàn)象。恐龍演變成鳥(niǎo)類(lèi),四翼階段是一個(gè)必經(jīng)的階段。

▲之后十幾年中,科研人員尋找更多四翼恐龍,甚至四翼鳥(niǎo)類(lèi)化石(供圖 /徐星)

質(zhì)疑和批評(píng)是科學(xué)界常見(jiàn)的現(xiàn)象?;貞?yīng)質(zhì)疑和批評(píng),最好的方法是去尋找更多的科學(xué)證據(jù)??茖W(xué)進(jìn)步就是在質(zhì)疑和批判的過(guò)程中產(chǎn)生的。


 

▲2014年12月12日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志刊登了徐星團(tuán)隊(duì)撰寫(xiě)的有關(guān)鳥(niǎo)類(lèi)起源研究的綜述文章,文章指出恐龍演化成鳥(niǎo)類(lèi)必經(jīng)四翼階段(供圖 /徐星)

令人欣慰的是,關(guān)于恐龍演化成鳥(niǎo)類(lèi)研究成果收編到國(guó)內(nèi)外大中小學(xué)教材中。

▲鳥(niǎo)類(lèi)起源研究入選《科學(xué)》雜志2014年度世界十大科學(xué)突破(供圖 /徐星) 

我們可以很確切地說(shuō)恐龍從來(lái)沒(méi)有滅絕,因?yàn)榻裉煸诘厍蛏系?1000種鳥(niǎo),實(shí)際上就是活著的恐龍,它們是中生代恐龍直接的后裔。

▲恐龍并未滅絕,而是演變成鳥(niǎo)類(lèi),飛向藍(lán)天(供圖 /徐星)

(本文內(nèi)容來(lái)自 9月3日的首都科學(xué)講堂。講堂由北京市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主辦、北京科學(xué)中心承辦、北京科技報(bào)社協(xié)辦,每周邀請(qǐng)?jiān)菏繉?zhuān)家開(kāi)講,弘揚(yáng)科學(xué)精神,幫助公眾樹(shù)立科學(xué)思想,掌握基本科學(xué)方法,了解必要科技知識(shí))