二十餘年來鳥類起源研究(一)

本來春節前就差不多寫完了的,但是前兩周回老家過節,加上又準備4月一個會議的口頭報告,最近才把這個大坑填上,在這裡給大家拜個晚年!狗年旺旺!

這個題圖是個什麼功能( ?? _ ??)? 找了一張很久以前照的恐龍的嘴巴好了,也算扣題。大家可以猜猜這是哪個類群的恐龍?

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如果按照物種數量,鳥類是現存的幾大陸生脊椎動物類群中數量最多的,不同計算方法估計出的現存鳥類的數量大致在一萬種上下,其分布也是世界性的。科學界直到最近20年才基本對鳥類起源的演化框架達成共識,儘管這其中還有很多的亟待解決的問題和矛盾,但至少我們已經邁出了重要的一步。這個系列的文章主要介紹人們對於現生鳥類起源認識的變化,也會包括其中一些有意思的小故事,同時,我也會附上專業文獻的鏈接,以供有興趣的同學參考。時間倉促,疏漏之處難免,還望大家指出以便修正。

序言

對生物進行分類的歷史幾乎和人類的歷史一樣久遠,「物種」的概念在很長的時間內,甚至到今天,都始終處於模糊不清的狀態(生殖隔離不是判斷物種的嚴格標準,可以參考我的回答「雞是從恐龍演變來的嗎?雞肉是恐龍肉嗎?」),但這似乎並不影響人們在生活或者研究中使用這個概念。與此同時,如果有了樸素的「物種」的概念,自然會聯想到把相似的一些物種合成為一個小類,幾個小類又可以合成一個大類,自下而上地認識生物界;同樣,人們也根據特徵自上而下地對各種生物進行劃分,如此就有了動物與植物的區別,爬蟲與游魚的區別等等。當然,這樣的分類方法顯然存在問題,比如鯨魚海豚這一類海生哺乳動物在很長時間被當做魚。

Ernst Haeckel的動物演化樹,1874年Anthropogenie oder Entwickelungsgeschichte des menschen (The evolution of man,人的演化)第一版

樸素分類的思想已經存在的幾千年,甚至其科學性已經達到了較高的水平,但關於一個物種的起源問題是到了「演化」這個概念出現之後才成為一個問題的,包括提出雙名法(Binomial Nomenclature)的林奈(Carl Linnaeu)在內的很多早期生物學家都認為物種是一成不變的,並且物種生存的位置不會遷移。為了解釋客觀現象出現了不少現在看起來十分牽強的說法,例如在創世時刻意留下了一些不完美的物種,化石是在一個星期中的某一天被某人埋到地下的等等。另一方面,包括達爾文在內的很多學者都認為生物的地理分布是基於起源中心和擴散(Center of origin and dispersal),其背後的大前提也是地球表面的海陸分布和地理情況保持不變。由此可見,儘管達爾文的進化論1859年就出版了,在將近100年後等到大陸漂移學說被廣泛接受和足夠的古生物證據被發現之後,當今的「生物演化」概念才慢慢深入人心的。這一漫長的過程在這裡就不展開說了,有機會在另外寫,感興趣的同學可以去了解一下林奈(Carl Linnaeu),達爾文(Charles Darwin),華萊士(Alfred Wallace),杜布贊斯基(Theodosius Dobzhansky)和邁爾(Ernst Mayr)等學者的生平和著作(我附上了wiki英文版的鏈接,中文的似乎國內打不開)。

Tree of life 生命之樹簡化版本,來自timetree.org

如果同時有了「物種」與「演化」的概念,「物種/單系類群的起源和演化」便成為了非常自然的問題,鳥類的起源?人的起源?恐龍的起源?多細胞生物的起源?生命的起源?我們現在似乎對每一個問題都有不少的了解,但是細究起來又會有更多的問題湧現。目前,學界幾乎完全接受了現生鳥類起源於獸腳類恐龍中的一支的假說,但是這其中的很多問題,例如羽毛的起源?飛行能力的起源?長尾的消失,嘴到喙的變化,叉骨,胸骨等等的演化過程?都是尚未解決的。另一方面,面對世界上現存的大約一萬種鳥類(不同分類標準數量不一,關於鳥類的分類等信息可以查閱國際鳥類學家聯合會,International Ornithologists』 Union, 網站上有最新版的世界鳥類名錄),我們對它們相互之間親緣關係的遠近和演化歷史也有很大的爭議,每隔幾年就有新的系統發育研究結果發表。我對鳥類研究和分類都不太熟悉,所以沒有太多發言權,就放幾個鏈接在這裡供大家參考。

國際鳥類學家聯合會-世界鳥類名錄,International Ornithologists』 Union-bird list

2015 Santiago Claramunt & Joel Cracraft 結合分子與化石的鳥類演化研究

A new time tree reveals Earth history』s imprint on the evolution of modern birds

2014 多機構聯合,世界範圍內鳥類基因組研究

Comparative genomics reveals insights into avian genome evolution and adaptation

之後的幾篇文章中,我準備按照以下幾個主題介紹一些關於鳥類起源的東西

  1. 早期的假說
  2. 中華龍鳥的發現
  3. 特徵的改變
  4. 最早的鳥&混亂的樹
  5. 展望

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第一次在知乎寫文章,還希望大家多多捧場;同時,也歡迎大家來紐約和美國自然歷史博物館作客參觀。

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