王原:“从鱼到人”演化中的九个精彩转折(3)

摘要:脊椎动物的演化中发生了很多的复杂事件看,但某些事件是非常关键的点,它改变了脊椎动物演化的方向。在五亿三千万年的演化历史中,有九个重要的演化事件:第一,脊椎骨、脊梁骨的起源;第二,颌骨的出现;第三个由水登陆;第四,先有鸡还是先有蛋?第五,重返海洋;第六条,哺乳动物的兴起;第七,飞上蓝天;第八,羽毛的产生;第九,人类的黎明。

羊膜动物的胚胎外面有一层羊膜,能防止它干燥。羊膜动物因为产下了带有羊膜的卵而成为真正适应了陆地环境的脊椎动物。它们刚登陆的时候,身体结构并不完善,还没有完全适应陆地环境。比如青蛙产卵,一定要产在水里或者非常潮湿的地方,不然就干掉了,甚至有一些青蛙会把卵产在树洞里,然后往里面吐唾沫。但是你什么时候你看到乌龟对自己的卵吐唾沫?乌龟带壳,里面还有羊膜等很多的膜的保护,因此非常适应陆地的环境。也就是说,在三亿多年前,出现了最早的羊膜动物,它们已经可以产羊膜卵。可是很遗憾,化石记录的保存不完整,我们还没有发现三亿多年前的羊膜卵。我们发现的最早的羊膜卵是两亿年前的。在阿根廷、南非和中国都发现了带胚胎的恐龙蛋,这些蛋已经是羊膜卵。恐龙蛋实际上是最早保存下来的羊膜卵。所以当然是先有蛋。

第五,重返海洋四肢动物登上陆地了,那海里还有其它的脊椎动物吗?鱼在哪儿?鱼还在,但是有些四肢动物又回到海洋去了。生活在两亿八千万年前的非洲和南美洲的中龙就重返了水域。这种四肢动物登上陆地之后,为了拓展生态空间或者躲避敌害,又一次返回到海洋,所以我们管它叫古生代的“叛逆青年”,因为它不走寻常路。中生代是恐龙的时代,但其实大家只看到了恐龙统治的一部分,因为恐龙统治的是陆地,中生代的海洋是海洋爬行动物“海怪”统治的,大家最熟悉的就是鱼龙、蛇颈龙。有人说尼斯湖水怪、喀纳斯湖水怪、长白山水怪都是蛇颈龙,然而科学界不这么认为,因为它们不可能在那样一个封闭狭小的空间里头。一个物种的延续是要一个群体的。蛇颈龙、海龙、原龙都已经灭绝了,再比如占领了中生代海洋的贵州龙、砾甲龟龙,这两个物种也都灭绝了。它们为什么要回到海洋?食物是很重要的一个因素,还有躲避天敌和拓展生态空间的因素。

第六,哺乳动物的兴起哺乳动物的兴起其实挺早的。恐龙和哺乳动物出现在同一时期,都是出现在三叠纪的中晚期。三叠纪中晚期出现了原始的哺乳形类动物。和恐龙相比,它们的身材很小,但是作为一种新类型的动物,它们有一些优势:一是能胎生,不用产蛋,生下来就活蹦乱跳。二是哺乳,喝奶这个过程可以补充能量,也是一种亲密的照顾,增强生存的能力。我们管这些动物叫恐龙时代吃奶的小精灵。三是有毛发,能保持恒定体温,不像鳄鱼,早晨起来第一件事是先爬到太阳底下先晒晒太阳,晒暖和了再动弹。因为它的身体是变温的,到了晚上,它的温度很低,没法维持正常的新陈代谢。在宁城县发现的神兽和仙兽(化石),也是两种非常小的哺乳动物。它们当中很多都是树栖,当然也有一些钻地动的或者在水里游的,但是个子都不是很大,都生活在恐龙的阴影之下。

哺乳动物出现之后,才出现了翼龙。最早飞上蓝天的脊椎动物不是鸟类,而是在三叠纪晚期恐龙的近亲——翼龙,它们发育出了翅膀。而且翼龙和鸟类的翅膀的飞行结构不同,鸟类的翅膀是依靠羽毛来飞行,而翼龙的翅膀是依靠翼膜来飞行。很多人分不清蝙蝠和翼龙的翅膀,我举一个最简单的例子。蝙蝠的手指是伸到膜里去的,翼龙的翅膀是用无名指统治天空,它的第四指伸长,支撑翼膜,膜里没有骨头。翼龙的第四指很长,其他手指都很短的。

第八,羽毛的演化。羽毛的演化发生在侏罗纪的中期到晚期,现在科学界已经基本上把这个假说变成了理论。鸟类是从小型的恐龙演化出来的,过去没有发现长羽毛的恐龙,因为羽毛很难保存下来。目前,所有的带羽毛的恐龙标本都发现在中国,国外可能有一两件,但还是存疑的。所以,中国为鸟类起源于恐龙这个假说成为一个真正的理论,提供了非常重要的、珍贵的化石证据。

其实,羽毛最早不是为了飞行的。实际上羽毛有很多种功能,保温只是其中的一种。羽毛的演化经历了很多个阶段,首先是单根羽毛,然后进化成束,再进化成片状的羽毛。最开始的片状羽毛的羽轴在正中间,是对称的,这种羽毛还不具有飞行能力。只有偏心的羽轴才会产生飞行能力。

羽毛的作用是保温、炫耀、示警和飞行。在内蒙古发现的一种叫耀龙的恐龙,就是丝状的羽毛。耀龙是瘦小类恐龙,而且它的羽毛形态也不是片状。世界上已知最大的长羽毛的恐龙化石,被发现在中国辽宁。这种大型的长羽毛恐龙化石在辽宁出土,说明它的羽毛是为了保温,因为东北的天气寒冷。再说说小盗龙,小盗龙被称为四个翅膀的恐龙。现在的鸟类有几个翅膀?两个。腿上长不长飞羽?不长,只有些大腿根部长一点绒羽——保温,但是下面基本上是光秃秃的,没有飞羽。可是这种小盗龙的腿上却长了飞羽。其实,人类学飞行和它有一个异曲同工之处。比如双翼滑翔机(莱特兄弟最早制造出的飞机),上面两个翅膀,下面两个翅膀。有实验证明,这种前后肢的羽毛状态,确实是有利于滑翔的。可是这种状态不利用长久的飞行,因为它后肢的羽毛太沉重,会影响飞行。因此,它要减轻自己的体重。慢慢地,后腿的羽毛退掉了,前肢的羽毛强壮了。所以这也是人类和恐龙学习飞行的一个共通之处。

尾羽龙长了很漂亮的尾羽,大概七八十厘米高,是一种相对比较大型的恐龙。其实尾羽龙是不能飞行的,它的尾羽是为了炫耀。所以这就提出这样的一个问题:恐龙灭绝了吗?恐龙并没有灭绝,有些恐龙飞上蓝天,变成了鸟类。你们到古动物馆看恐龙大灭绝的章节时,我们写的是“非鸟恐龙的灭绝”,不是鸟的那些恐龙灭绝了,但是它有一支变成了现在的鸟类。所以大家要记住了,你们随时都可以说我昨天吃了两个恐龙蛋:一个鸡蛋,一个鹌鹑蛋,这两个鸟就是一种恐龙,是一种飞上蓝天的恐龙。

第九人类的黎明撒海尔人是最早的人类,大约七百万年前生活在非洲乍得,目前只发现了一个头盖骨化石,但是它已经展现了人类的一个重要特征,就是能够直立行走。它的枕骨大孔是朝下的,而其它哺乳动物(包括猿)的枕骨大孔是朝后的,所以身体还是四肢着地的状态。枕骨大孔往下挪,才成为直立行走的状态。直立行走使猿成为了人。

人类的起源是脊椎动物演化历史中一次非常重要的事件,也在某种程度上改变了脊椎动物演化历程。虽然我们常说人类不过是动物的一员,但是这一员很特别,他发展了文化,发展了技术,有些技术甚至能破坏整个地球,像原子弹技术。你很难想象,五万到七万年前,那时候的早期现代人还得和大猩猩、黑猩猩打架的时候,大猩猩、黑猩猩非常容易就能把他们给收拾了。而现在,我们甚至可以造出火箭去探索太空。所以,人类确实是一个非常特别的演化,他不光有生物学的演化,也有社会学演化和文化的演化。

(根据宣讲家网报告整理编辑,

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责任编辑:马中豪校对:叶其英最后修改:
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