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小盗龍屬(屬名:Microraptor,意為「小型盜賊」)是一种在中國遼寧省九佛堂組發現的小型馳龍科恐龙,生存於白堊紀早期阿普第階,約1億2000萬年前,目前已發現近10個化石。
如同始祖鳥,小盜龍的發現證實恐龍與鳥類之間有緊密的演化關係。小盜龍的四肢與尾巴擁有長正羽,根據這些特徵,小盜龍的發表者徐星於2003年提出小盜龍可能用四翼在樹林間滑翔。
小盜龍屬目前有三個有效物種,分別為趙氏小盜龍(M. zhaoianus)、顧氏小盜龍(M. gui)以及漢卿小盜龍(M. hanqingi);部分學者認為前兩個種可能同屬於趙氏小盜龍,而漢卿小盜龍則是目前發現最大型的小盜龍。羽龍是另外一種有翼的馳龍科恐龍,但大多數學者都認為羽龍其實就是小盜龍。
敘述
小盜龍是已知最小的恐龍之一,身長42到83公分(較大型的漢卿小盜龍全長估計約1公尺),體重可達1公斤。除此之外,小盜龍也是第一群被發現擁有羽毛與翅膀的恐龍之一。趙氏小盜龍的3個標本已被詳細的描述,而顧氏小盜龍的6個標本已被徐星等人在2003年所描述,而小盜龍的羽毛痕跡大部分來自於顧氏小盜龍。
小盜龍在有羽毛恐龍與早期鳥類中相當獨特,牠們是已知的鳥類祖先中,腳部、前臂與頭部都擁有長飛羽的少數物種之一。牠們的身體覆蓋者一層厚羽毛,而尾巴末端有個鑽石狀羽毛扇(可能在飛行中增加穩定性)。有些標本的頭部擁有高起的羽毛冠飾,類似某些現代鳥類,例如菲律賓鷹。某些標本上的亮與暗區域可能顯示生前的羽毛顏色樣式[1]。部分种类小盜龍的羽毛可能带有一种闪烁着荧光的黑色[2] 。
小盜龍與原始鳥類、原始傷齒龍科擁有數個共同生理特徵,例如:同時擁有無鋸齒狀邊緣與部分鋸齒狀邊緣的牙齒、牙齒中間較扁、以及長的上臂骨頭。小盜龍的部分特徵類似中國獵龍,中國獵龍是種原始的傷齒龍科恐龍;在S.H. Hwang等人在2002年對於趙氏小盜龍兩個標本的敘述中,他們認為小盜龍與中國獵龍分別是兩個近親演化支的原始物種,而且兩者都接近恐爪龍下目分開演化的節點[1]。
古生物學
翼
小盜龍擁有兩對翼,分別為前肢與後肢;原始鳥類始祖鳥的後肢也擁有飛羽(Flight feather),但較短。小盜龍後肢上的長羽毛是真正的飛羽,手臂、後肢、以及尾巴羽毛都是非對稱的,如同現代鳥類的羽毛。如同現代鳥類翅膀,小盜龍擁有主要飛羽(手部)與次要飛羽(手臂)。後肢上也有相對應的羽毛樣式,大腿、小腿、以及腳部上方擁有飛羽。中國籍科學家假設小盜龍是滑翔動物,並可能生存於樹上,因為牠們腳部的羽毛可能會妨礙牠們在地面上的活動;他們並認為所有原始馳龍科恐龍可能都是樹棲動物。
在2010年,一群科學家利用紫外線檢驗顧氏小盜龍的編號IVPP V 13352標本,可顯示出自然光下無法辨識的羽毛基部。研究人員發現小盜龍的前肢、手掌有10到20公分長的正羽,後肢、腳掌有11到15公分的正羽,尾巴也有正羽。除此之外,小盜龍還覆蓋者絨羽,長約2到6公分。
斯特芬·柯瑞克斯(Stephen Czerkas)在命名羽龍時,曾經提出馳龍科可能是群原始鳥類的演化支,而晚期較大的物種如恐爪龍,是在演化過程中失去飛行能力。徐星等人也提出相同理論,原始馳龍類可能是小型的樹棲動物,具有基本的滑翔能力。但是,近年發現的更原始馳龍類化石,其前肢過短,而不適合滑翔,使這個理論受到質疑。
薩克·查特吉(Sankar Chatterjee)在2005年認為動物若要滑翔或飛行,牠們的翅膀必須是分開的雙翼(如同四翼飛機)而非重疊(如同蜻蜓),後者的結構在生理結構上不可能飛行。查特吉使用雙翼的模型,計算出滑翔的可能模式,並認為小盜龍極可能使用週期起伏運動的方式來滑翔;小盜龍可能從樹枝上俯衝,而以U形軌跡返回地面或另一顆樹上。除了雙翼上的羽毛,脛骨與尾巴上的羽毛可能用來控制飛行途徑與軌道。
後翼上的裝飾物也可用來協助小盜龍的滑翔與飛行。 查特吉也使用電腦演算出小盜龍是動力飛行或是被動滑翔。計算的結果顯示小盜龍擁有某種程度的動力飛行能力,所以理論上小盜龍除了滑翔以外,偶爾還能飛行[3]。
地面運動
由於小盜龍的後肢羽毛長,大部分研究人員推測這將妨礙小盜龍在地面的活動、行走。而前肢的長羽毛,也限制住前肢、手腕的活動範圍。在2010年,Corwin Sullivan等人研究手盜龍類的手腕關節,推測當小盜龍的前肢收起於身體兩側時,前肢羽毛仍會拖曳在地面,而當前肢呈攻擊獵物姿態時,羽毛也會在動作時接觸到地面。只有當前肢高舉時、或是將上臂往後擺時,才能避免將前肢羽毛碰觸到地面。因此在生理結構上,小盜龍無法使用有指爪的前肢捕抓獵物,或是抓取物體。
有些古生物學家提出有羽毛恐龍使用牠們的翼從樹枝上降落下來,並可能攻擊或伏擊地面上的小型獵物,這行為可能是滑翔或真正飛行的前身。在查特吉與R.J. Templin的2007年研究當中,他們測試這個假設,發現小盜龍的翼表面過於狹窄,而不能從很高的地方毫髮無傷地成功降落到地面上。然而,他們認為小盜龍可以在短的距離內降落,例如鄰近的樹枝。
查特吉與R.J. Templin也排除了小盜龍從地面上起飛的可能性。小盜龍的肩膀關節缺乏飛行的適應演化,不能用前肢產生足夠的垂直擺動來飛離地面。查特吉與R.J. Templin也認為從地面起飛將會損傷牠們腳部的飛羽。這研究僅保留了小盜龍從高層的棲木上起飛的可能性,但他們也注意到現代鳥類從樹枝上起飛時並不需要額外的動力,而是使用往下俯衝的力量,類似小盜龍的方式。
與鳥類的關係
小盜龍的獨特翼部結構,引起了現代鳥類的飛行能力起源問題;鳥類是否曾經過四翼飛行階段,還是小盜龍這種四翼滑翔者只是種沒有留下後代的演化分支。早在1915年,有些科學家就已經提出鳥類的演化過程中,曾經有過四翼飛行階段[4]。查特吉與R.J. Templin並未保持任何一個立場,而認為傳統理論與四翼理論都一樣有可能。然而,查特吉與R.J. Templin宣稱從形態學與種系發生學來看目前的身體證據,不同的有羽毛恐龍、始祖鳥、某些現代鳥類如猛禽、以及足羽龍,都擁有獨特的長足部羽毛,這顯示鳥類的飛行是在某個時點從四翼模式轉移到前翼模式,所有現代鳥類可能是從四翼祖先演化而來,或者是從有獨特長足部羽毛的祖先演化而來。
參考文獻
- ↑ 1.0 1.1 Hwang, S.H., Norell, M.A., Ji, Q., and Gao, K. (2002). "New Specimens of Microraptor zhaoianus (Theropoda: Dromaeosauridae) from Northeastern China." American Museum Novitates, 3381: 44pp.存档副本 (PDF). [2009-04-06]. (原始内容 (PDF)存档于2008-12-17).
- ↑ Li, Q.; Gao, K.-Q., Meng, Q., Clarke, J. A., Shawkey, M. D., D'Alba, L., Pei, R., Ellison, M., Norell, M. A., Vinther, J. Reconstruction of Microraptor and the Evolution of Iridescent Plumage. Science. 2012-03-08, 335 (6073): 1215–1219. doi:10.1126/science.1213780.
- ↑ Chatterjee, S., and Templin, R.J. (2007). "Biplane wing planform and flight performance of the feathered dinosaur Microraptor gui." Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(5): 1576-1580. [1] Template:Wayback
- ↑ Beebe, C. W. A. (1915). "Tetrapteryx stage in the ancestry of birds." Zoologica, 2: 38-52.