考古
动物是如何进化出飞行能力的
哪个先出现：飞行的恐龙还是鸟类？
我们仍然生活在恐龙时代。鸽子、企鹅和长尾山鸡都是在6600万年前的小行星撞击灾难中幸存下来的唯一族系成员。意识到至少有些恐龙仍然与我们同在，使古生物学比创始人们所能想象的更深刻。我们从现存恐龙身上学到的东西可以帮助我们更好地了解我们只能作为化石接触的物种。但是，尽管我们可以追溯鸟类从类似迅猛龙的祖先开始的起源，但有一个关键的故事部分我们还不完全理解。究竟是如何让迷你盗龙这样的恐龙进化出飞行能力的？
飞行的定义可能有点棘手——它不仅仅是指在空中移动。毕竟，有袋动物、青蛙、蛇和其他能够滑翔令人印象深刻的距离的动物。飞行是一种更具体的能力，需要进化出不仅仅是翅膀，还需要翅膀运动。看着一只乌鸦扑腾而过，你就能看到一只恐龙展示出用一次次翅膀煽动保持自己飞翔的精确机械。古生物学家面临的问题是恐龙是如何从在地面上爬行的陆地爬行动物进化成长着羽毛、飘逸的奇迹的。
阿尔赫奥普特里克斯·琳托格拉菲卡，是最早认可的鸟类，大约有1.5亿年的历史，但帮助并不大。当这个化石在19世纪末被发现时，快速在侏罗纪恐龙骨骼周围发现的羽毛，很快被认为是它种类在史前巴伐利亚森林上空翱翔的迹象。然而，随着时间的推移，阿尔赫奥普特里克斯属开始看起来比空气动力学更笨拙。这种鸟类祖先具有不对称的飞行羽毛，带有浅的前缘，这是一种飞行的关键适应能力，但它的骨骼解剖学看起来并不能像我们在现代鸟类中看到的那样，有能力飞翔。这种矛盾导致了长期的争论，关于阿尔赫奥普特里克斯是如何进入空中的，主要是滑翔，或者或许甚至是用与现代亲属不同的飞行方式。无论答案是什么，解决这个谜团的方法不仅仅可以通过其骨骼来发现。随着发现了更多的带羽毛的恐龙物种，这场闹剧变得更加复杂。
自从上世纪90年代中期以来，古生物学家已经发现了数十种带羽毛的恐龙。其中许多是介于中生代鸟类和其他与飞行有关的物种的近亲，包括迷你盗龙属，它的腿上长有长羽毛，还有它的长臂。实际上，古生物学家认为飞行至少在恐龙中进化了三次：一次是在鸟类中，两次是在它们的近亲恐龙中，比如拉胡纳维斯·奥斯特罗米。这还没有包括那些解剖学上比其他物种更具有空气动力学能力的羽毛物种，但仍然不能完全靠挥舞翅膀来保持自己飞翔。与鸟类和他们的祖先之间关于飞行相关特征的整齐有序模式相反，出现的画面显示出一团乱麻。
这改变了飞行巨兽的整个背景故事。直到最近，带羽毛的恐龙被看作是飞行进化过程中的阶段代表。现在，古生物学家必须弄清楚它们是如何独立地在鸟类和带羽毛的非鸟类恐龙中多次进化飞行能力的。阿尔赫奥普特里克斯的祖先所走的路径可能与迷你盗龙或拉胡纳维斯的祖先所走的路径不同。
专家们已经提出了许多关于飞行起源的假设。这些大致分为“从地面向上”和“从树木向下”的假设，大多数古生物学家倾向于支持那些关注地面上有一种类似迅猛龙的鸟类祖先如何进化成飞行能力的解释。也许有羽毛的鸟类祖先追逐昆虫，跳起来试图用它们的手臂羽毛来抓捕它们，这会使能够在空中停留更长时间的恐龙受益。或者也可能是从滑翔开始，恐龙爬上树木，在树林中飞翔，这会使那些能够挥舞手臂滑翔的恐龙更具优势。现代鸟类的行为也提供了一些线索，比如丘鹧鸪用翅膀拍打来更好地保持平衡，这时它们在上坡跑步。
关于空中恐龙是如何进化的每一个假设都聚焦于我们无法观察到的动物的行为。专家们必须从羽毛、骨骼、飞行的普遍机制和现代鸟类如何进入空中和保持在空中的能力中找出线索。虽然可以进行基于骨骼机械学和其他推断的细节的风洞实验，计算出一个阿尔赫奥普特里克斯在飞行中的情况，但古生物学家仍然不可能完全了解一个史前物种如何行动，而不是它实际上在中生代时期是如何行动的。进化不是朝着特定结果的整齐进化，而是一个充满了重复、死胡同和多样性的不断变化的故事。
这个难题的解决方案不可能只有一个，因为科学家们有很多案例但目前还没有最终的答案。随着科学技术的发展，我们可能会有更多的发现和理解，来解决这个谜团。古生物学家们仍在努力研究和理解恐龙如何进化成飞行动物的过程，这将有助于我们更好地了解我们自己的进化历史。
本文译自 Popular Science，由 BALI 编辑发布。