中国,正在崛起的恐龙帝国
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在已经灭绝的生命中,恐龙是最令人着迷,也是被研究得最为深入的生物类群之一,这或许源于恐龙奇特的样貌和强大的生命力。几个世纪以来,无数的科学家在全世界寻找它们的身影,试图破译它们的生命密码,让我们有幸得以近距离地走入它们的生活。中国的恐龙研究虽然起步较晚,但是发展迅速。截至目前,中国已发现的恐龙属种超过了240个,位居世界第一。这些恐龙化石的发现不仅丰富了世界恐龙的种类,更为研究恐龙的演化、迁徙、生理、行为,恐龙与鸟类的关系等诸多问题提供了宝贵的资料。毫无疑问,从化石角度考量,中国已经成为目前世界恐龙第一大国。在短短的一百多年间,中国在恐龙研究上取得了令人瞩目的成就,这除了中国拥有大量的化石宝藏以外,古生物研究人员的勤奋也是最为重要的因素之一。就在前不久,我在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的办公室,见到了刚刚从野外考察回来、满脸疲惫的徐星研究员。在过去的几年中,他将研究重点放在了恐龙与鸟类关系的研究中,差不多一年中有半年时间待在条件艰苦的野外进行考察,半年时间修复、研究采集到的那些化石。到现在为止,徐星所带领的团队已经命名了四五十种恐龙,其中许多种一点一点地填补着恐龙进化成鸟类的证据链。徐星博士的工作和成果只是中国古生物研究的一个缩影,正是凭借众多研究人员的共同努力,中国才能真正迈向恐龙帝国。
黑龙江嘉荫山东蒙阴——中国恐龙发现的启蒙之地
中国恐龙化石的研究与发现源起于1902年,一些渔民在黑龙江江畔发现了骨骼化石。虽然那时候中国的恐龙研究还没开始,但是渔民对这些骨头并不陌生。他们把这种深埋在大地中的骨头称为“龙骨”,认为是治病疗伤的好东西。可惜,这一发现并没有立即变成研究成果。一直到十几年后,俄国的地质学家才凭借这条线索,发现了黑龙江嘉荫这个恐龙化石埋藏点,后来取名为龙骨山。1916-1917年,他们组织了多次龙骨山的野外发掘,发现了一些鸭嘴龙类的骨骼化石和一些兽脚类的牙齿化石。1930年,俄国地质学家亚宾宁(Riabinin)依据这些鸭嘴龙类化石建立了一个新属--满洲龙,一种大型的鸭嘴龙类恐龙。莱阳恐龙动物群 赵闯/绘“尽管现在看来这一属种的有效性存在问题,但其重要性是不容质疑的。嘉荫的发现标志着中国恐龙化石研究的正式开始。”徐星博士说。除了黑龙江嘉荫,山东也是中国恐龙发现的启蒙之地。大约在1916年,德国采矿工程师贝哈(Behagel)得到了一些发现于山东蒙阴宁家沟的蜥脚类恐龙化石,他立即对这些“大块头”产生了浓厚的兴趣,不过他没能如愿亲自参与这些化石的研究。1922年至1923年间,奥地利古生物学家奥托·师丹斯基(OttoZdansky)和中国地质学家谭锡畴,完成了贝哈找到更多化石的愿望,他们在山东省蒙阴县宁家沟发现了包括兽脚类牙齿、剑龙骨板及不完整蜥脚类化石在内的众多化石。1929年,瑞典乌普萨拉大学(Uppsala University)的古生物学家卡尔·维曼(Carl Wiman)基于其中的一部分材料,命名了盘足龙,这是一种大型的蜥脚类恐龙。同年,维曼还命名了一种鸭嘴龙类恐龙——谭氏龙,它的化石也发现于山东,但不是蒙阴,而是莱阳。山东的恐龙发现在中国恐龙研究史上占据着非常重要的位置,徐星说:“有人认为山东蜥脚类化石发现的年代可能更早,因此代表着中国境内最早的恐龙化石发现。但不管怎样,盘足龙和同样发现于山东的谭氏龙一起代表中国最早的有效恐龙命名。”
内蒙古二连浩特——大规模的科考开始之地
不管是满洲龙还是盘足龙、谭氏龙,都是偶然的、零散的恐龙化石发现。中国境内真正的第一次大规模的恐龙考察,是由美国纽约自然历史博物馆组织的第三次中亚考察。“这次考察的规模很大。”徐星说,“一支包括40人,外加汽车和骆驼的队伍,于1922年4月21日在张家口出发,奔赴蒙古。这是历史上第一次使用汽车作为交通工具的古生物科考。4月25日,就在考察队刚刚在内蒙古二连浩特安营扎寨的几个小时内,他们就在营地周围发现了恐龙化石和恐龙蛋,这是世界上首次确认的恐龙蛋化石。第二年,考察队在二连地区采集了大量化石材料。基于这些化石,美国古生物学家吉尔莫(Gilmore)命名了几个新的恐龙属种,包括暴龙类的鹰龙以及鸭嘴龙类的巴克龙和满洲龙蒙古种(后来更名为吉尔摩龙)等。”二连巨盗龙 赵闯/绘
虽然这次大规模的科考是在中国境内进行的,但一直都是由国外的科学家作主导的研究,一直到1930年,才有中国研究人员参与,包括中国古脊椎动物学的奠基人、中国第一代古生物学家杨钟健先生。
甘肃新疆——中国古脊椎动物学研究的重地
早期另外一次重要的野外考察是1927~1935年进行的中瑞西北科学考察。这次考察由中国和瑞典合作进行,成员包括中国、瑞典、德国、丹麦等地的研究人员。中瑞西北科考虽然是以考古为主,但是在古生物学方面也获得了许多重要的发现。在此次科考中,研究人员共发现了数十个爬行动物化石,数量罕见。其中关于恐龙的重要成果有蜥脚类的天山龙、甲龙类的绘龙等。此次中瑞西北科学考察在中国古生物科考中占据着重要地位,据徐星介绍,当时在西北地区发现的一系列化石点后来都成为中国古脊椎动物学研究的重要地点,其中许多化石产地至今还有许多考察队光顾。云南禄丰——中国恐龙研究真正开始的地方
前述这些考察发现的大量恐龙化石,将中国恐龙研究推向了世界。不过即使是这样,和北美洲、欧洲比起来,中国恐龙发掘在那时候还属于刚刚起步的孩童阶段。真正由中国科学家开始的恐龙研究工作始于云南禄丰。云南禄丰恐龙点的发现,和当时的社会环境有着密不可分的关系。当时正值抗日战争时期,大批科学家被迫到相对稳定的云南地区继续科学研究,禄丰的恐龙化石就是在那时候发现的。20世纪三四十年代,云南禄丰的农民家里都流行使用一种照明工具,他们把它叫作“龙骨油灯”。这并不是那时候风行的时尚,只是因为盛放灯油的石头漫山遍野都是。中国著名的古脊椎动物学家、地质学家卞美年在云南做地质考察的时候偶然间发现了这种灯,于是他推测就在这个地方一定埋藏着很多化石。为了进一步确认,卞美年带了些“石头”给杨钟健研究。果然不出所料,这些是珍贵的恐龙化石。1941年,杨钟健命名了禄丰龙,一种原蜥脚类的恐龙,并且对挖掘出来的禄丰龙的骨骼进行了复原装架展出,这是中国国内第一具装架展示的恐龙。紧接着,1942年,杨钟健又命名了云南龙,其化石也发现于云南禄丰。不断涌现出的化石证据,拉开了禄丰恐龙化石研究的帷幕,也揭开了中国恐龙研究史中最辉煌的一页。四川自贡——中国恐龙之乡
四川可以称得上“中国恐龙之乡”,特别是四川自贡大山铺中侏罗世恐龙动物群的发现和研究,在相当长的一段时间内,称霸中国恐龙研究领域。“四川盆地恐龙研究和黑龙江、山东等地相比,其实并不算晚。”徐星介绍说:“这里的恐龙发现最早可以追溯到美国地质学家劳德柏克(Louderback)在1913至1915年间进行的野外调查。杨钟健后来对于峨眉龙的研究,就是基于劳德柏克的前期工作。”峨眉龙的化石发现于四川峨眉山附近的荣县,1939年,杨钟健建立了峨眉龙属。不过,大量的峨眉龙化石是在70年代到80年代才发掘的。可以说峨眉龙开启了四川盆地恐龙化石的研究,1952年,人们在四川省宜宾马鸣溪渡口旁的公路建设工地里发现的马门溪龙,让四川名声大噪。到了1976年,研究人员在自贡市大山铺镇的下沙溪庙组发现了蜀龙的化石,著名的大山铺动物群才开始为人所知。中国第二代古生物学家、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的董枝明研究员,是当时大山铺动物群发掘与研究的第一人。回忆起当时的大山铺,他说:“就像刨红薯一样,遍地都是化石。”董枝明将自己的大部分心血都用在了自贡地区的恐龙发掘与研究上,他一生命名了数十种恐龙,其中大部分都来自那里。以至于他常常说自己一辈子就做过两件事,一件是帮助发掘、整理了四川省自贡市的恐龙化石,为中国第一个恐龙博物馆做了些工作;另一件则是我们之后要提到的——中加恐龙科学考察。大山铺动物群不论是在中国的恐龙研究历史中,还是在全世界的恐龙演化研究中,都具有举足轻重的意义。徐星认为,侏罗纪中期是恐龙化石记录最为贫乏的时期之一,这一时期的化石点在全球范围内都非常少,已知几个化石点产出的材料非常破碎。但是,大山铺动物群的发现填补了这一空白,为我们理解恐龙这个关键时期的演化提供了重要信息。到目前为止,在大山铺地区中侏罗统已经发现了13种恐龙,重要代表有异特龙类的建设气龙、蜥脚类的李氏蜀龙和天府峨眉龙、原始鸟臀类的多齿灵龙以及最原始的剑龙类——太白华阳龙等。这些化石发现,不仅极大丰富了我们有关侏罗纪中期恐龙演化的知识,而且对于理解全球恐龙地理区系的形成具有重要意义。四川恐龙化石的丰富不仅仅体现在大山铺地区,除此之外,在四川盆地的其他地区也发现了大量的侏罗纪恐龙化石,包括大型肉食性恐龙永川龙、早期剑龙类的巨棘龙以及马门溪龙、峨眉龙的新种等。四川动物群 赵闯/绘
内蒙古二连浩特、阿拉善沙漠地区——半途而废的中苏考察
随着越来越多恐龙化石的发现,世界古生物研究将目光聚焦到了中国。在第二代中国古生物学家领衔中国恐龙研究的时期,曾经有过很多次大规模的科考在中国境内举行。与之前不同的是,这几次科考中,中国恐龙研究人员都占据了十分重要的位置。从1959年开始,中国古脊椎动物学家周明镇和苏联古生物学家罗日捷斯特文斯基(Rozhdestvenskii)领导的中苏考察队,再次进入内蒙古二连浩特和阿拉善沙漠地区进行大规模的发掘。这次考察原计划进行5年时间,但是因为考察开始不久后,中苏关系急转直下,苏联的科学家撤出了考察项目。不过,中国的研究人员坚持了下来,而且发现了不少新的恐龙属种,包括兽脚类的吉兰泰龙和鸟脚类的原巴克龙。对于这次中苏考察的评价是毁誉参半的。徐星说:“在中苏考察过程中,人们使用推土机寻找化石。这一方面让化石遭到了毁灭性的破坏。到现在,我们还能在二连戈壁看见当时由推土机推出的岩石形成的小山包,在这些小山包中今天还能发现当时推出的恐龙化石。”山东诸城——中国的恐龙坟场
山东诸城的库沟(现名恐龙涧),长约350米,宽约40米,深约20米,是全世界最大的单体恐龙化石点,堪称是世界恐龙坟场之最。诸城晚白垩世的地层发育齐全,恐龙发掘始于20世纪60年代。诸城动物群 赵闯/绘1964年秋,由中国地质博物馆的胡承志带队的研究人员在山东诸城吕标镇库沟村北部,距诸城市区10千米的一个叫作龙骨涧的地方,进行了第一次大规模的发掘。这次发掘时间前后长达3年,共采集了三十多吨重的龙骨,其中最为著名的就是山东龙。1989年4月~1991年11月,由第二代中国恐龙研究代表人物、中科院古脊椎动物与古人类研究所的赵喜进带领的研究团队,与诸城组成联合科考队,对龙骨涧展开第二次发掘。这次发掘采集到了更多的鸭嘴龙类化石。从2008年1月开始,科考队又对龙骨涧进行了第三次发掘,发现的重要恐龙属种包括角龙类的中国角龙、诸城角龙等。其中中国角龙属于大型的角龙科成员。徐星认为,“在北美以外地区发现大型角龙类化石意义重大,对于研究白垩纪晚期古气候、古地理以及古环境变迁、古生物进化,特别是恐龙迁徙的规律,都具有十分重要的科考价值。”
青藏高原——沉睡在高原上的恐龙
在领导组织山东诸城的第二次大规模发掘之前,赵喜进曾经主导过一次比较特殊的恐龙考察项目——青藏高原恐龙科考。据徐星介绍,那次科考是在1976年~1977年在青藏高原进行的,当时发现了包括兽脚类、蜥脚类和鸟臀类在内的主要恐龙类群化石材料。尽管发现的化石非常破碎,但它们代表这一地区仅有的恐龙化石发现,因此具有非常重要的科研价值。但遗憾的是,有关这些化石材料的研究至今尚未正式发表。新疆准噶尔盆地、内蒙古巴彦淖尔地区和鄂尔多斯盆地——壮阔的中加考察
或许正像董枝明说的那样,参加中加考察是他一生当中最为重要的两件事之一,参与过这次考察的科学家们,可能都无法忘记那次难忘的经历。从1986年开始,到1990年结束的中加恐龙考察,是近年来中国境内最为壮阔的一次科考。这一由中方的董枝明和赵喜进以及加拿大的菲利普·柯里(Currie)和戴尔·罗素(Russell)领导的恐龙考察,在中国境内的主要野外工作区域包括新疆的准噶尔盆地、内蒙古的巴彦淖尔地区和鄂尔多斯盆地。“中加考察不仅系统地收集了这些地区的地质古生物学资料,而且在恐龙化石方面有一系列重要发现,其中包括保存极其精美的肉食龙类中国盗龙化石、对鸟类起源研究有重要意义的伤齿龙类中国似鸟龙和镰刀龙类阿拉善龙,后者澄清了镰刀龙类这一谜一般的恐龙类群的系统位置。中加考察的另外一些重要发现还包括孵卵的窃蛋龙类化石、成群的幼年绘龙化石以及角龙类的原角龙和弱角龙胚胎阶段的标本。”徐星说。辽宁——恐龙研究史上的闪耀明星
虽然发现了数量众多的恐龙化石,但是真正让中国的恐龙研究得到全世界的瞩目,还是因为中国第三代古生物学家在恐龙与鸟类关系的证据链上,所书写下的浓墨重彩的一笔。虽然早在20世纪70年代,赵喜进等人就在辽宁朝阳采集到了鹦鹉嘴龙化石,这是热河生物群中发现的首个恐龙化石,但是一直到1996年中华龙鸟的发现,才标志着热河生物群恐龙化石研究的真正开始。而正是热河生物群发现的众多独特的带羽毛恐龙,才将恐龙研究带入一个全新的领域。一个将近150年的科学假设“鸟类起源于恐龙”,在这里得到了越来越多的论证。一类存活至今的恐龙——鸟类,正在颠覆着人们的固有观念。这是一个前所未有的用过去点亮未来的时刻,根据这些珍贵的化石,科学家们能够更加深入地研究亿万年前曾经真实存在过的、令人惊奇的生命系统,并试图更加深刻地理解人类今天所置身的世界。谈起标志着一个时代开始的中华龙鸟的发现,徐星说:“1996年,中国地质博物馆的季强和姬书安报道了中华龙鸟的发现,并称其代表最原始的鸟类。虽然这一分类学结论是错误的,但他们注意到了标本保存的最重要的信息:中华龙鸟长有原始羽毛,在世界上首次为羽毛起源的研究提供了化石证据。随后,南京地质古生物研究所的陈丕基等人,在英国《自然》杂志上发表了比之前的中华龙鸟标本保存得更好的另一个标本的研究论文。在这篇文章中,他们把中华龙鸟归入了美颌龙类——一类原始的虚骨龙类,这说明原始羽毛至少在虚骨龙类的早期演化阶段已经开始出现。中华龙鸟的发现在世界上引起了轰动,不仅古生物学者们感到兴奋不已,而且公众媒体也给予了大量关注。”中华龙鸟的发现,在世界古生物研究中产生了巨大的震荡,完全颠覆了人们对恐龙的固有认识。热河生物群 赵闯/绘2000年,美国《国家地理》杂志刊登了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星博士写给其编辑的一封短信,他在信中提及1999年发表于《国家地理》上的“辽宁古盗鸟”,这一被认为是连接恐龙和鸟类的一个缺失环节、震惊世界的新物种,极有可能是由两种动物的化石拼凑而成的。随后,《国家地理》杂志就之前用十个页码报道的“辽宁古盗鸟”这一文章发表公开道歉,而徐星博士于2001年正式在《自然》杂志上发表了自己对于上述化石中恐龙部分的研究,并命名了新的物种——赵氏小盗龙。2003年,基于更多小盗龙化石,徐星等人提出了“四翼恐龙”的概念,推测四翼代表恐龙向鸟类演化的一个必经阶段,对于飞行起源至关重要。这一发现再次轰动了世界。尽管一些学者对此表示怀疑,但四翼恐龙的假说后来得到了更多研究的支持。应该说,以小盗龙为代表的小型兽脚类恐龙化石的发现和研究极大丰富了我们对于恐龙向鸟类转化这一重要演化过程的认识。徐星认为:“这些化石的发现,不仅为鸟类的恐龙起源说提供了直接支持,而且为羽毛和飞行的起源与早期演化提供了重要信息。除了带羽毛恐龙化石的研究,产出于辽西的其他恐龙化石也极大促进了对恐龙许多类群早期演化的研究。概括而言,热河生物群恐龙化石研究标志着中国恐龙研究进入了一个新的黄金时期,中国在这一时期成为了世界恐龙研究的中心。”众多年轻的古生物学家在热河生物群的研究上取得了一系列令人瞩目的成果,这和当时主导这一研究项目的中国科学院院士、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员张弥曼,善于启用年轻的科学家有密切的关系。而如今,作为第三代古生物学家的代表人物、中国科学院院士、美国科学院外籍院士、中国古脊椎动物与古人类研究所所长周忠和,亦带领着所里人到中年的同龄科学家徐星博士、汪筱林博士、尤海鲁博士、张福成博士等,在世界恐龙研究领域中取得了非凡的成就。而与中国科学院古脊椎动物与古人类研究所相距不远的中国地质科学院地质研究所内,季强博士、姬书安博士、吕君昌博士等研究人员,同样在国际上取得了令人瞩目的成就。
中国的每一片土地几乎都有恐龙的足迹
除了闪耀着明星光环的热河生物群,事实上,经过中国三代古生物学家的努力,中国的每一片土地几乎都有了恐龙的足迹。“古生物学家们在一些传统的化石点上继续更加深入研究,比如彭光照和他在自贡恐龙博物馆的同事,继续着自贡地区恐龙化石研究工作,发现了更多新的属种;成都理工大学的李奎和他的同事运用地球化学方法,从一个新的角度来研究恐龙演化及相关问题;重庆自然博物馆的欧阳辉基于几乎完整的骨架,发表了有关马门溪龙的详细研究;沈阳师范大学的孙革教授和周长付,继续在黑龙江嘉荫进行深入的研究;内蒙古博物馆的李虹与比利时学者合作,继续在内蒙古一些经典的白垩纪晚期恐龙化石点发掘;内蒙古龙昊地质古生物研究所的谭琳分别与我和美国芝加哥大学的赛雷诺(Sereno)合作,进行了野外考察和发掘,我们发现了一些非常重要的物种,包括巨龙类的苏尼特龙、镰刀龙类的内蒙古龙和二连龙以及窃蛋龙类的巨盗龙,其中的一些研究成果引起了世界性的关注;另外,我和美国乔治华盛顿大学的克拉克(Clark),组织了对中晚侏罗世的新疆准噶尔盆地石树沟组连续7年的野外考察,非常幸运,我们的发掘揭示了一个全新的动物群——石树沟动物群,发现了许多恐龙类群的早期代表,包括世界上最早的暴龙类和角龙类,有望极大推动中侏罗世这一恐龙演化关键时期的研究。”徐星说。此外,还有一些新的化石点被发现。徐星介绍说,包括宁夏灵武,他与刘宏安合作,在这里发现了很多蜥脚类化石,特别是梁龙类恐龙化石,这是亚洲的首次发现;甘肃酒泉,李大庆、尤海鲁等,发现了包括新的巨龙类恐龙以及暴龙类和似鸟龙类等在内的一系列新的恐龙属种。周忠和及汪筱林也在这里组织了规模较大的野外考察;兰州盆地,李大庆和尤海鲁在这里发现了世界上牙齿最大的植食性恐龙——兰州龙;山西天镇,庞其清和程政武发现了甲龙类的天镇龙等;河南汝阳,吕君昌与合作者发现了白垩纪的大型恐龙汝阳龙等,广东河源,吕君昌与合作者发现了窃蛋龙类的河源龙等;广西那派盆地,莫进尤组织的野外考察发现了一些新的巨龙类化石材料等等。这些珍贵的恐龙化石几乎遍布中国的每一个角落。恐龙蛋恐龙足迹——别样的恐龙化石研究
除了恐龙骨骼,中国在恐龙蛋方面的研究也取得了显著的成果。中国第一个恐龙蛋化石,是在第三次中亚考察时在内蒙古二连浩特发现的,后来,其他地方陆续有了更多的发现。包括河南南阳地区、湖北郧县的恐龙蛋化石点、内蒙古巴彦满达乎、浙江天台地区、广东南雄、广东河源以及江西赣州地区的恐龙蛋化石点等。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的赵资奎教授在恐龙蛋的研究上,作出了非常重要的贡献。“在很大程度上,中国恐龙蛋化石研究是由赵资奎支撑起来的。他建立的恐龙蛋分类系统成为国际恐龙蛋研究普遍采用的系统,他有关南雄盆地恐龙蛋化石的综合研究有助于我们深入了解白垩纪末期恐龙灭绝的模式,他还尝试运用生物力学的方法来研究恐龙蛋的结构及恐龙的生殖行为。"徐星说。此外,中国在恐龙足迹方面的研究也正在步入一个崭新的阶段。徐星介绍道,山东、内蒙古和甘肃成为近年来恐龙足迹化石的主要发现地,其中内蒙古鄂托克旗下白垩统和甘肃永靖地区下白垩纪的足迹化石不仅保存面积大,而且种类多,代表这一时期世界上重要的足迹化石发现。经过逾百年的奋斗,三代科学家的共同努力,中国的恐龙研究已经跻身世界前列。全世界最为关注的恐龙向鸟类演化的证据和模型,正在被中国的科学家一步步完善。所有这一切都让我们知道,如今,当我们抬头仰望天空,那一只只振翅翱翔的飞鸟,正在通过另外一种方式,向我们讲述恐龙的传奇。原标题为:中国,正在崛起的恐龙帝国——访中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员
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