鸟类起源研究取得重大进展

鸟类起源于兽脚类恐龙的假说得到了广泛承认,但鸟类起源研究方向依然存在许多薄弱环节,主要包括鸟类手指同源问题、兽脚类分异时间框架问题以及羽毛起源和早期演化的一些问题。我们近年来在这些问题上取得了一系列重要进展。化石资料显示,兽脚类恐龙在向鸟类进化当中,其外侧两指退化;而现代发育学证据表明,鸟类手指是两侧退化,保留了中间3指。我们通过研究新疆侏罗系地层中发现的泥潭龙,提出了一种外侧和两侧退化模式结合的新假说。该假说可以解释古生物学与发育学资料之间的矛盾。我们报道的一件产自辽宁中上侏罗统髫髻山组的近鸟龙化石,代表了早于始祖鸟的带羽毛的物种,我们提出了包括鸟类在内的主要兽脚类恐龙类群出现于中侏罗世的一个快速演化事件,解决了有关鸟类兽脚类恐龙起源假说的时间悖论问题。我们报道了在北票龙化石中发现的一种新的原始羽毛类型,给出了发育学解释,推测羽毛起源的时间可能在三叠纪中期,对于羽毛起源和早期演化研究具有重要意义。     

辽西中生代鸟类和鸟类早期演化

本文介绍了在国家自然科学基金委和中国科学院的支持下，近１０年来对辽西中生代鸟类化石研究的基本情况，并对该项课题的主要研究成果及对鸟类起源的早期演化的意义作了综述。     

谈谈鸟类的定义问题

摘要 辽宁西部晚侏罗世中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽鸟、孔子鸟和长城鸟的发现,以实物材料证明鸟类系由小型兽脚类恐龙演化而来,鸟类就是恐龙。但目前世界上关于鸟类的定义还存在着较大分歧。本文认为：鸟类应被定义为已经发育了翅膀和飞行羽毛的生物。以原始祖鸟和尾羽鸟为代表的“初鸟类”应是目前已知最古老的鸟类。20世纪最后这20多年,国际古生物学界对鸟类起源问题的研究达到了前所未有的高潮。鸟类的兽脚类恐龙起源假说与鸟类的槽齿类起源假说这两大学派的争论也达到白热化。90年代中期以来,中国辽宁西部晚侏罗世地层中相继发现了一系列长羽毛的生物化石,如：中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽鸟、孔子鸟和长城鸟等,为解决鸟类起源问题带来了曙光。中华龙鸟(Sinosauropteryx)体长65cm,具有兽脚类恐龙的典型骨骼特征,牙齿锐利且边缘发育有小锯齿,前肢短小而后肢强壮,尾极长,但因其生有短的原始羽毛,故得名中华龙鸟^[1]。中华龙鸟是目前世界上最早的长有羽毛的生物,代表了小型兽脚类恐龙向鸟类演化的过渡类型。原始祖鸟(Protarchaeopteryx)体长不足1m,棒状的牙齿边缘具微弱锯齿,前后肢等长,尾椎20余节且相互没有愈合,羽毛发育而羽片呈对称状,尾羽很长。该动物的前肢特征、尾椎数目等均与德国著名的始祖鸟(Archaeopteryx)的极为接近,显示出两者间一定的亲缘关系。然而它的腰带和后肢粗壮、羽片对称生长等,又比始祖鸟原始,因而被命名为原始祖鸟^[2,3]。尾羽鸟(Caudipteryx)尾羽鸟的大小和形态都类似于原始祖鸟,但羽尾鸟的牙齿仅长在嘴的前端、表面光滑,前肢也相对更短更细一些。尾羽鸟翅膀上的飞行羽毛较短,羽片对称状;体羽纤维状,与中华龙鸟的相同;长长的尾羽呈扇状,仅发育于尾的末端,这也是其名称的由来^[3]。尾羽鸟和原始祖鸟尚不具备飞行能力,仍为陆地奔跑者。孔子鸟(Confuciusornis)孔子鸟这一名称来自我国古代伟大的教育家和思想家孔子^[4]。孔子鸟是最早具有角质喙和尾综骨的鸟类,飞羽亦很发育,显示出它已具有相当的飞行能力。但孔子鸟前肢上的3个指爪仍很强大,又表明它原始的一面,其肱骨近端极宽大且具有一特殊的气孔,不同于其它鸟类。孔子鸟是群体生活的鸟类,目前已得到的化石数以千计,雄鸟的尾部生有两根极长的漂亮尾羽。长城鸟(Changchengornis)长城鸟的属名源于中国古代最宏伟的建筑——长城^[5]。长城鸟具有许多与孔子鸟相同或相似的特征,但其以喙前部显著钩曲、下颌远远短于头骨、肱骨近端不具气孔、后肢第一趾相对较长等有别于孔子鸟。长城鸟稍小于孔子鸟,骨骼轻巧,飞羽发达,比孔子鸟更为进步。辽西这些化石的发现,首次以确凿的实物材料证明了由小型兽脚类恐龙向鸟类方向演化过程中中间环节的存在,有力地支持和完善了鸟类的兽脚类恐龙起源理论,同时也表明中华龙鸟、原始祖鸟和尾羽鸟、始祖鸟、孔子鸟和长城鸟等代表了鸟类最初演化的主干。随着近年恐龙及鸟类化石新材料的大量发现及研究的不断深入,兽脚类恐龙与鸟类之间的界线越来越模糊,“鸟类就是恐龙”这一观点正在被越来越多的人所接受。1999年2月在美国耶鲁大学召开的“Ostrom鸟类起源与早期演化国际学术研讨会”对此作了充分肯定,此次会议争论的焦点已从鸟类起源问题上转移到了鸟类的定义方面。那么,什么是鸟？我们该如何给鸟下一个定义呢？美国Gauthier教授认为鸟类应局限于现生鸟类及其最近的直系祖先类型(包括少量化石),以保持鸟类定义的最初含义^[6],他把中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽鸟和始祖鸟等称为长羽毛的恐龙(feathered dinosaurs),把孔子鸟和长城鸟等化石类型称为会飞的恐龙(flying dinosaurs),把现生鸟类称为现生的恐龙(living dinosaurs)(即鸟类)。而以美国Padian教授和Chiappe博士为代表的学者主张应以德国的始祖鸟作为最早的鸟,也就是说,始祖鸟之后的都可称之为鸟,而比始祖鸟原始的其它长羽毛的生物(如中华龙鸟、原始祖鸟和尾羽鸟)应称为长羽毛的恐龙,其原因仅仅是始祖鸟被作为鸟已经有140多年了^[7]。但是,原始祖鸟和尾羽鸟的特征与始祖鸟的特征是如此相近,以至于在它们中间很难找出根本性的差异。第三种观点是以羽毛的出现作为鸟类的第一特征,实际上,当初正是由于始祖鸟保存有羽毛印痕,它才被作为鸟类的成员。如果以羽毛作标准,那么,包括中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽鸟、始祖鸟、孔子鸟和长城鸟等在内的一切长有羽毛的动物都可被称为鸟。一般情况下,生物学家用一些关键特征来作为分类和系统分析的主要依据,根据这些特征,可以发现演化的方向和重建演化系统树。通过对中华龙鸟等一系列化石的研究对比,可以看出：在兽脚类恐龙向鸟类演化的过程中,中华龙鸟开始出现原始羽毛;奔龙(Dromaeosaurus)前肢已呈翼状,其下臂已能向身体方向折过来;原始祖鸟和尾羽鸟最早发育了翅膀和羽片为对称状的飞行羽毛(可跳跃);始祖鸟的翅膀更长,飞行羽毛的羽片已变为不对称类型(可滑翔);孔子鸟和长城鸟牙齿消失而出现角质喙,尾变短并出现尾综骨,飞羽很长(可飞行);今鸟类翅膀上腕掌骨愈合,指爪退化,飞行种类的胸骨龙骨突极发达。到底以什么特征的出现作为鸟类的首要特征呢？我们认为：鸟类应该被定义为已经发育了翅膀和飞行羽毛的生物。具体讲,原始祖鸟和尾羽鸟应作为鸟类的开始,它们是目前已知最早的鸟类,我们把这类生物称作“初鸟类”(Chuniaoia)(图1)。在20世纪即将结束之际,中国辽宁一系列化石的发现使鸟类的起源问题基本得以解决。相信在不久的将来,人们对鸟类的定义也必将会取得基本一致的认识。本文化石照片请见封三。图1 早期鸟类分支系统简图     

分类和分岔:知识和科学知识自组织起源的探索──以生物学中的分类和分类文化视角转变的演化为例

本文运用自组织观念、生物学分类演化成果和文化人类学的研究成果，讨论了知识和科学起源过程中分类作为思维方式和方法的作用，提出通过分类与分类学发展研究科学起源的观点，通过生物学中分类和分类学的发展论证了分类和分类学与科学的相互作用。     

谈谈鸟类的定义问题

辽宁西部晚侏罗世中华龙鸟、原始祖鸟、尾羽鸟、孔子鸟和长城鸟的发现,以实物材料证明鸟类系由小型兽脚类恐龙演化而来,鸟类就是恐龙。但目前世界上关于鸟类的定义还存在着较大分歧。本文认为：鸟类应被定义为已经发育了翅膀和飞行羽毛的生物。以原始祖鸟和尾羽鸟为代表的“初鸟类”应是目前已知最古老的鸟类。     

分类和分岔：知识和科学知识自组织起源的探索：——以生物学中的分类和分？…

本运用自组织观念、生物学分类演化成果和化人类学的研究成果，讨论了知识和科学起源过程中分类作为思维方式和方法的作用，提出通过分类与分类学发展研究科学起源的观点，通过生物学中分类和分类学的发展论证了分类和分类学与科学的相互作用。     

液晶生物学——正在崛起的交叉学科

1888年，奥地利植物学家Reinitzer制备了一种胆固醇醋（胆甾醇苯酸脂），在测定其物理性质时发现一种奇特的现象──具有两个“熔点”。稍后的研究者报道，胆甾醇苯酸脂有四种物理状态，气态、液态、固态和一种介于液态、固态间的状态──液晶态。物质第四态──液晶态的发现即与生物学结下不解之缘。1979年，美国肯特大学的G．H．Brown博士出版了。《LiquidCrystalsAndBiologicalStructurs》，首次将液晶态的概念正式引入到生物学领域。液晶的物理性质表明，它是一种极适于生命特征的状态，无论从解剖学、组织学、细胞学还是当今分子生物学和发育生物学的研究水平上均有液晶态现象表现。液晶生物学为人类认识生命的本质、研究细胞的起源、明确病毒的进化地位提供了一个新的思考角度。从液晶态的不同物理状态存在于生物体各个时期、各个研究水平的事实提示我们，仅以物理学科的思想和方法看作是普适的科学范式是不全面的，现代生物学逐渐形成了自己的科学范式，但一种范式是不可能完全被另一种范式所取代，多元化科学哲学的观点。是最具科学性的。     

寻找“飞翔”的恐龙

在我们的印象中恐龙是一种身披鳞片、体形巨大的动物,然而事实也许并不如此,至少有一些种类的恐龙体形小巧、动作灵活,而且长有羽毛。那么,这些长羽毛的恐龙与鸟类起源有什么关系？它们是否就是鸟类的祖先？这些问题一直是进化生物学研究人员关注的焦点,也是争议最多的课题。     

人类迟迟不长出"智齿"是为了安全

作为最强大脑的灵长类动物,现代人通常遵循着"缓慢"的生活史,直到6岁、12岁和18岁左右,才开始萌生臼齿.即使是黑猩猩,也早早长齐了满口牙.而现代智人直到青春期结束才开始萌出第三磨牙,即阻生智齿(俗称智齿).这是为什么? 近日,发表在《科学进展》上的一项研究中,美国亚利桑那州立大学人类起源研究所的研究人员提出了人类生物学发育谜题之一——臼齿的出现和生活史之间的精确同步是如何产生的,以及它是如何被调节的.     

南京师范大学遗传资源研究所

一、实验室概况 "进化论是生物学中最大的统一理论".生命科学各个层次的研究以及各分支学科体系的建立无不以生物进化的理论为其指导思想,同时又吸收与综合生物学各学科的研究成果;另一方面,现代的进化论已不仅仅是一种思想理论,对生物进化的研究已成为一个专门的学科领域,即研究生物进化的历史过程、进化的原因、进化机制、进化速率、进化趋向、物种的形成和绝灭、系统发生以及适应的起源等内容的进化生物学(evolutionary biology).分子进化是达尔文进化论思想在分子水平上的延伸.DNA、RNA、蛋白质和糖等生命大分子的突变和选择成为生物表现型性状进化的基础.现代分子生物学技术及思想的飞速发展,极大地推动了分子进化论及分子系统学的深入.     

胸腺起源、发生、维持和退化研究进展

发育与生殖研究国家重大科学研究计划项目"胸腺起源、发生、维持和退化"集中了国内胸腺发育研究相关的优秀基础研究团队,致力于揭示中枢免疫器官胸腺在进化中的起源、发生、维持和退化中的关键事件及隐藏的机制,这为未来免疫相关疾病的研究提供了理论基础。、本文对该项目研究中的一些核心成果做一个简要概述。     

地面γ天文和宇宙线研究

宇宙射线联系于宇宙的形成、天体的演化、空间的环境和宇观环境中的高能物理过程.然而在宇宙线被发现80多年后的今天,其起源还是一个谜.为了找到宇宙线产生源的实验证据,人们发展了γ天文并在近期取得了许多进展.研究的深入呼唤高灵敏、低阈能、宽视场、全日制的地面观测手段.羊八井的高海拔加阵列"地毯"化将为此提供一个合理的解决方案,并为超高能宇宙线和宇宙线太阳物理研究提供新的可能.     

近代科学起源的环境与时机——接着巴特菲尔德论"近代科学的起源"

巴特菲尔德的《近代科学的起源》一书描述了近代科学起源与发展中一系列重要的革命事件及其重要意义，但它并未对近代科学起源事件本身做出具体的、历史的分析。笔者引入现代进化生物学的边缘物种形成理论对此进行研究，以为近代欧洲相对边缘的地理位置、文化交流与中断的特殊时机是这一起源事件发生的重要因素。     

鸟类由恐龙进化而来的证据

在古生物学界,鸟类和恐龙起源问题的争论由来已久。经过长期的争论,科学家们逐渐认同鸟类起源于一种能够快速奔跑的小型肉食类恐龙。     

翼龙可能没有童年

正在遥远的中生代,天空的统治者翼龙也许没有童年。英国一项最新研究发现,翼龙幼仔刚出壳就具备飞行能力,它们有可能立刻就开始了没有"双亲"照顾的独立生活。此前有研究认为,翼龙蛋化石临近孵化完成时,胚胎翅膀发育仍不完善,因此翼龙幼仔要等到发育成熟才会飞,与现今的鸟类和蝙蝠一样。英国莱斯特大学等机构研究人员在英国《皇家学会生物学分会学报》上发表论文说,他们利用4种量化方法对翼龙蛋化石进行了更精确的分析,检查胚胎的肢体长度、卵的大小和形状等。     

语言与基因

生物语言学研究语言的生物学机制,成为语言研究的另一种范式.目前分子遗传学手段被广泛运用于研究语言生物学机制的微观层次,鉴定了与语言功能相关的基因,且从基因中找寻到人类语言起源和进化的相关理据.然而语言与基因的联系非常间接,脑功能各层次的系统研究以及多学科合作才能最终揭开语言与基因关系之谜.     

人类语言进化中的“适应”与“限制”

强调自然选择中的"适应性"与突出系统发生和发育中的"限制性"的生物学家之间长期剑拔弩张。在关于人类语言进化的辩论中这两种观点的对抗尤为明显。另有许多生物学家支持将"适应"和"限制"自然结合的"改良遗传"的观点。如今现代进化发育生物学研究以更加微妙和多元的方式为以上观点提供实证依据,以获得对人类语言潜在机制和原则的更加丰富的理解。     

生物学对道德的挑战:关于自然主义道德观的争论——基于生物学哲学文献的研究

生物学对道德的起源与本质究竟具有何种意义?以至自然主义道德观何以可能?这一问题源自古希腊,又经过了达尔文主义的重新诠释,成为当代生物学哲学争论的核心议题。本文旨在以经典文献为据,探究生物学不断引发的道德挑战。我们以为,生物学的发展打破了生物科学与道德哲学二分的传统思维,重新定义了道德即为一种基于生物学的哲学智慧,从而为自然主义道德观提供了新的诠释。     

天·地·人巨系统观

本书是现代自然科学(天文学、地学、生物学、数学、物理学、化学)、社会科学(人学、社会学、经济学、管理学)与现代哲学相互渗透,广泛涉猎各门新兴科学(系统科学、人体科学、思维科学)的交叉科学专著。全书以天体、地球、生物、人类社会组合而成的“自然社会综合体”——天地人巨系统为研究对象,全面探讨了“天地人巨系统”的主要内涵,形成演化序列、结构与功能、运动与节律特征,进而概括出天地人巨系统的八条     

《绿色的哲理》一书出版

邹德秀教授的新著《绿色的哲理——对农业起源、演化、体系及农耕文化、农业社会学的新探索》一书已由农业出版社出版。全书二十多万字,共八章。第一、二章论述了农业的起源、演化及发展规律;第三章提出农业的三元结构和六大研究领