近鳥龍
透過雷射照亮侏羅紀時代的化石,研究人員可對過去描繪的有羽恐龍──近鳥龍(Anchiornis)樣貌增添更多細節。PHOTOGRAPH BY WANG XL, PITTMAN M ET AL. 2017

想像一隻紅頭啄木鳥和一隻小型迅猛龍混合在一起的樣子,你就會對近鳥龍的樣子有很好的概念──牠們是來自侏羅紀晚期的恐龍,身長只有大約30公分。

這是科學家在檢查9個近鳥龍古生物樣本後所得到的結果,利用高功率的雷射光為我們揭示先前無法看出的軟組織,有助於我們更了解這類恐龍的真實樣貌。

這個研究顯示出近鳥龍非常像鳥,牠們的腿有如同禽類一般的鼓槌形,前臂很長並連接一層稱為翼膜的皮膚。牠們也有細長的尾巴和帶有鱗片的腳墊,後者讓人想起雞的特徵。

今年3月1日發表於《自然通訊》的這項發現,顯示有越來越多的證據指出,早在1.6億年前,就有多種恐龍具有非常像鳥類的特徵。論文作者之一、香港大學的古生物家彼特曼(Michael Pittman)說:「近鳥龍剛開始被描述為一種鳥類。但之後便有不同的研究人員提出證據,想證明牠是早期的鳥類,或是像鳥的傷齒龍類。」

彼特曼說:「指稱近鳥龍最好的方式是把牠們歸為近鳥類(paravian)基群。牠們屬於某一個恐龍類群中的早期成員,而這一類群的恐龍也包含鳥類以及那些和鳥類擁有共同祖先、看起來像鳥的恐龍。」

照亮過去的謎團

想研究死亡幾百萬年的古生物,其中有一項最大的挑戰是牠們被發現時,通常殘骸已經所剩不多了。古生物學者所得到的骨骼幾乎都是不完整的,即使是保存良好的樣本,可能也欠缺重要的脈絡,讓我們無法得知牠們活著時的樣子。

然而,雖然近鳥龍沒有像霸王龍、劍龍或三角龍一般大名響叮噹,但在某些方面,我們可能還對這些小傢伙的真實外貌有更多了解。

近鳥龍
根據多項科學研究成果所發現的最新特徵細節描繪出的近鳥龍樣貌。ILLUSTRATION BY JULIUS T. CSOTONYI

第一個近鳥龍的化石是在2009年發現於中國東北,之後又陸續發現了超過200個樣本,這些發現也讓我們得知近鳥龍擁有四翼和許多羽毛。在2010年,針對羽毛中黑色素體的突破性研究顯示近鳥龍有黑、灰色的身軀、點綴顯眼的白色羽毛,並有紅色冠羽。

在新的研究中,彼特曼和共同作者甚至從隱藏的軟組織中,梳理出更多關於近鳥龍的細節。器官、皮膚和肌肉這些軟組織通常無法永久保存,但有時這些組織實際上還存在化石裡,只是肉眼無法辨識。

他們的團隊利用一項稱為雷射誘導螢光(LSF)的技術,在暗房中以高功率的雷射光照射化石,使其發光,然後記錄化石發光的波長。此一方法可顯示一般情形下看不到的化石特徵和微小細節,雷射誘導螢光「是一種新興工具,能幫助我們沿著滅絕的譜系,去理解軟組織如何演變。」來自英國倫敦大學皇家獸醫學院,教授演化生物力學的哈欽森教授(John Hutchinson)如是說。

哈欽森說,身為研究恐龍如何移動的人,他非常欣賞這項研究所呈現的「美麗解剖結構」和「驚人的保存狀況」。他說:「我想,他們的發現大幅增加了我們對於體型的細部了解,也使先前的結論更具說服力,特別是讓手臂形狀方面的了解更加完善」。

然而,他也想知道如果把這項雷射技術應用在更多現代鳥類和鱷魚的化石上,將會有怎樣的結果,這可讓我們確認這項技術對於受到幾百萬年壓力壓扁成二維的標本,是否真能復原其三維形狀。

儘管彼特曼也承認,並非所有化石都有適合的礦物結構來與雷射光反應,但他仍認為將有非常大量的化石,可能受惠於這項影像技術。「就我們看來,因為這項工具能在不破壞化石的情況下,讓我們輕鬆獲知化石解剖構造的資訊,它應該成為所有古生物學者首要的工具。」彼特曼說。

牠究竟能不能飛?

大小、形狀和顏色雖然都很有意思,但自從這類恐龍被發現後,另一個謎團卻也一直困擾著大家,那就是這類「近乎鳥」的生物,能夠用具有羽毛的翅膀飛翔嗎?

近鳥龍
這幅近鳥龍骨架圖的著色部位是經過雷射影像技術的重建。ILLUSTRATION BY WANG XL, PITTMAN M ET AL. 2017

對於這個疑問,彼特曼和論文共同作者的發現,也同樣提供了有用的訊息,那就是翼膜的存在。翼膜是一層連接上、下臂的皮膚,除了有利於產生空氣升力,一般也認為是滑翔或飛行必要的演化適應。已絕種的翼龍便有這項構造,現今也還可在蝙蝠和鳥類身上看到。

然而,作者們也注意到,僅是擁有翼膜還不能保證牠們真能飛得起來,因為像是紐西蘭的秧雞也有這項構造,但卻完全不能飛。彼特曼說:「我們的研究強調的是,在確定會滑翔和飛行的鳥類出現前,近似鳥類的恐龍已經利用身體結構和其機能,廣泛嘗試飛行。」

撰文: Jason Bittel

編譯:林圭偵