絨毛狀構造，理解早期羽毛演化

根據這項最新研究，這些鑲嵌在拇指指甲大小的古代琥珀中的絨毛狀構造，可能代表了向羽毛演進(jìn)的一些最早期的進(jìn)化行為。

【在鳥(niǎo)類(lèi)羽毛的構造中，中央羽干先是伸出一系列纖細的羽枝，每一根羽枝又伸出若干更細的羽小枝，而后者上面排布著(zhù)微小的鉤子。相鄰的羽小枝相互鉤連，就形成了種輕如鴻毛、卻具有相當強度的網(wǎng)狀結構?！?/p>

目前，始祖鳥(niǎo)被認為是已知的最古老鳥(niǎo)類(lèi)，它生活在大約1.5億年前的德國地區。（編者注：最近有研究指出始祖鳥(niǎo)或將褪下“鳥(niǎo)類(lèi)始祖”光環(huán)，詳情請戳《始祖鳥(niǎo)，和鳥(niǎo)類(lèi)祖先說(shuō)再見(jiàn)》）而已知的最古老有羽恐龍，赫氏近鳥(niǎo)龍，生活在1.51億至1.61億年前的中國東北地區。這兩種動(dòng)物都具有現代鳥(niǎo)類(lèi)特征的羽毛，生長(cháng)有中央羽干、組成羽片的羽枝、以及被稱(chēng)為羽小枝的子構造，后者和尼龍扣一樣的鉤狀突起共同將羽枝有機連接，形成結實(shí)的空氣動(dòng)力面。

【此前，科學(xué)家根據所發(fā)現的化石，已對始祖鳥(niǎo)和赫氏近鳥(niǎo)龍全身的羽毛進(jìn)行了復原?！?/p>

在比始祖鳥(niǎo)和赫氏近鳥(niǎo)龍地質(zhì)年代更晚的恐龍化石中，研究人員這次發(fā)現了被認為是代表早期羽毛進(jìn)化的一些構造，譬如柔軟的、無(wú)分支的細絲狀絨毛羽干，被稱(chēng)為“原始羽毛（protofeathers）”，有時(shí)也被稱(chēng)為“恐龍絨毛（dinofuzz）”。目前，它們尚未在地質(zhì)年代更早的化石中有所發(fā)現。

加拿大阿爾伯塔大學(xué)的古生物學(xué)家瑞安.麥凱勒和同事們，在仔細研究了4000多片加拿大博物館的琥珀藏品后，發(fā)現了11片特殊樣品內部含有殘存的羽毛和原始羽毛。這些琥珀中較大尺寸者也不過(guò)1厘米寬，均發(fā)現自7800萬(wàn)到7900萬(wàn)年之前的煤炭沉積層，當時(shí)該地區靠近海平面，還是一片針葉林覆蓋的濕地。

通過(guò)進(jìn)一步的仔細觀(guān)察，麥凱勒和他的科研小組注意到，琥珀中發(fā)現的羽毛和現代鳥(niǎo)類(lèi)身上的羽毛相類(lèi)似，由鉤狀突起將羽枝與相鄰的羽枝有機相連，進(jìn)而形成一個(gè)結實(shí)的空氣動(dòng)力面。有些羽毛殘留體很可能來(lái)自具有飛行能力的鳥(niǎo)類(lèi)。還有的羽毛殘留體，是曾經(jīng)用來(lái)幫助羽毛吸收水分的，和從現代水禽身上發(fā)現的結構相似；水浸泡過(guò)的羽毛可以平衡身體受到的浮力，從而使其能夠潛入水下來(lái)捕獲獵物，或者潛到湖底覓食。研究人員推測，這些羽毛可能來(lái)自和現代水鳥(niǎo)相似的古代水禽。

【在羽毛的演化過(guò)程中，從一根剛毛到最終進(jìn)化完成的羽毛，共歷經(jīng)5個(gè)階段，其中第3階段還要面臨a、b兩種選擇。圖中的綠色、紫色部分分別代表羽根和羽軸，藍色和紅色部分為羽毛的倒刺和羽小枝節間?！?/p>

真是原始羽毛？尚且存疑

根據《科學(xué)》雜志的描述，嵌在琥珀中的某些構造，與生活在今天的任何生物均不相同。其中一個(gè)琥珀樣品中嵌有等間距的、空心的細絲構造，每根細絲直徑約16微米，和人類(lèi)最細的頭發(fā)大小差不多。麥凱勒說(shuō)，這些細絲明顯沒(méi)有細胞壁，所以它們不是植物纖維或菌絲。同時(shí)，它們也沒(méi)有像哺乳動(dòng)物細小毛發(fā)一樣的的特征。

“我們沒(méi)法完全確定它們是什么，但我們非常確定它們不是什么?！丙渼P勒表示，這些有可能是原始羽毛，因為它們和中國沉積巖內發(fā)現的化石中的碳化構造相似；盡管包括羽毛在內的一些軟組織保存完好，但細節之處還是未保留下來(lái)。

【研究人員獲得的這些琥珀中，原始羽毛細絲保存得非常完好，甚至能為羽毛顏色體系的研究提供部分信息?！?/p>

雖然有一些羽毛和原始羽毛看起來(lái)幾乎是透明的，其它的都是飽含色素的；但它們很可能在活著(zhù)的時(shí)候是深褐色、深灰色或黑色的。以往研究保存在巖石層中的化石時(shí)，科學(xué)家曾使用X射線(xiàn)熒光技術(shù)來(lái)分析和黑色素有關(guān)的銅及其它微量金屬的含量。早期鳥(niǎo)類(lèi)，如生活在1.25億年前的始祖鳥(niǎo)和孔子鳥(niǎo)，羽毛中含有色素的構造經(jīng)過(guò)測試，就曾獲得完整的色系。

“麥凱勒和他的同事展示了令人興奮的、代表性廣泛的羽毛標本”，耶魯大學(xué)的鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)家理查德.普魯姆評論這項研究時(shí)表示。不過(guò)，盡管有證據表明這些細絲構造是原始羽毛，由于這些琥珀中缺乏諸如明顯的骨骼化石，或者皮膚碎片化石，這些羽毛構造與恐龍完全無(wú)關(guān)的可能性依然存在。因此普魯姆補充說(shuō)，“事實(shí)上，它們有可能是全新的東西，只是未曾在其它地方的化石記錄中保留而已?！?/p>

本文編譯自文章"'Dinofuzz' Found in Canadian Amber"，圖片來(lái)自wiki和Science期刊論文"A Diverse Assemblage of Late Cretaceous Dinosaur and Bird Feathers from Canadian Amber"

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