【科學講堂】政和八閩鳥化石 改寫「鳥龍分家」時間

●政和八閩鳥的研究揭示了現代鳥類的體形結構在侏羅紀晚期（距今1.5億年）就已經出現。圖為政和八閩鳥正型標本。 資料圖片

●始祖鳥是介於有羽毛恐龍和鳥類之間的過渡物種。圖為始祖鳥復原模型。 資料圖片

現今我們相信鳥類是恐龍的後裔，不過，長尾巴的恐龍又是如何演化成現今尾部短小的鳥類的？近期在福建發掘出政和八閩鳥（學名Baminornis zhenghensis）的化石，為這個演化過程提供了額外的證據。今次就和大家探討一下。

故事可能還得從始祖鳥（Archaeopteryx）說起。1861年德國的石礦工人在開採石灰岩用作石版印刷的時候，發現了一副有趣的化石骨骼：牠有羽毛和翼，所以應該是一種鳥類；但牠又有一條長尾巴和利爪，看起來又很像是爬蟲類的特徵。就是始祖鳥的化石，應該活躍於一億五千萬年前的侏羅紀時代，是恐龍慢慢演化成鳥類的過渡性物種。

其後發現了近鳥龍（Anchiornithidae）和擅攀鳥龍（Scansoriopterygidae）這些侏羅紀中有羽毛的化石。不過，在特徵上來說，這些化石比較像速龍一類的恐龍，與鳥類的關係較為單薄。

到了2021年左右，研究人員在福建政和縣發掘出政和八閩鳥的化石。當中的泥岩屬於南園地質群組，對應一億五千萬至一億四千八百萬年前。這個地區已經發掘出超過100種化石，組成了所謂的「政和動物群組」。當中發現的大部分是魚類、海龜等等水生或半水生的生物。（編按：政和八閩鳥是目前世界上已知最早的鳥類之一，將現代鳥類出現的時間向前推進了近兩千萬年。）

尾綜骨助鳥類提高飛行能力

從兩個角度來看，政和八閩鳥比始祖鳥更接近現代鳥類：首先，政和八閩鳥不似恐龍和始祖鳥般有長長的尾巴，反而最尾端的幾節脊骨融合成一塊尾綜骨（pygostyle）。尾綜骨有幾個飛行力學的功能，它能固定飛行用的羽毛、減少飛行中的摩擦力，甚至將鳥類身體重心推向前，使重心更接近翅膀的位置，有利於控制飛行。

其次，從政和八閩鳥的肩骨構造來看，牠們的肩胛骨（scapula）和喙骨（coracoid）分開，利於發展拍翼需要的肌肉組織、便於臂部的動作。這些身體的構造可能暗示，政和八閩鳥比始祖鳥和數百萬年後白堊紀中較原始的鳥類飛翔能力更強。

不過，這不代表政和八閩鳥可以和信天翁、燕子這些現代的「飛行家」相比擬。現代的鳥類有巨大的胸骨，上面長有強勁的肌肉去拍翼，而政和八閩鳥的化石沒有這樣的胸骨，我們也無法估計牠們的肌肉有多強壯。政和八閩鳥的爪與恐龍很像，擁有分開的指骨，跟現今的鳥類並不相同，因其羽毛沒有保存下來，我們無法客觀評估政和八閩鳥的飛行能力。

不少在陸地上生活的恐龍也有演化出短小的尾巴，所以長有尾綜骨並不一定代表是飛行能手。因此我們可能需要更詳細地建構力學模型，去分析和模擬政和八閩鳥的飛行能力。

小結

不管政和八閩鳥的飛行能力如何，牠們的存在指出了鳥類初期的發展，要比我們之前猜想的還要複雜。或許同一時期，恐龍和各種形式的原始鳥類共存，慢慢隨着時間演化成現今的各種動植物。

●杜子航 教育工作者

早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。