化石的寶庫

位於中國東北,白堊紀早期地層中的熱河生物群,可以說是中生代非常重要的一個化石寶庫,許多保存完整的生物化石,像是具有羽毛的獸腳類恐龍化石、早期的鳥類化石、以及原始的哺乳類化石等,對於許多演化生物學上爭議的話題提供了非常重要的證據,本篇文章即是在回顧此一系列的發現與目前的研究結果。

熱河生物群所在的地層,是由淡水相的湖泊沈積而成,沈積地層主要是由低能量的砂岩層與頁岩層所組成,夾雜著火山灰和一些侵入的火成岩體。此一時期由於太平洋周圍火山作用的活躍,使得地層中頻繁出現的火山物質成為高解析度定年的材料,而這些火山物質出現的時間也都和生物大規模死亡事件呈現高度的相關性。除此之外,在這樣的沈積環境中,地層幾乎不可思議地保存了各式各樣生物體的柔軟構造,像是鳥類的羽毛、哺乳動物皮膚的印痕、昆蟲的翅膀和植物的葉子等等,提供了非常重要的化石證據。熱河生物群所屬的地層年代是白堊紀早期,大約在一億二千八百萬年前一直到一億一千萬年前,橫跨了超過一千八百萬年的地質時間。

熱河生物群的脊椎動物化石記錄中,以非鳥獸足類恐龍的化石和各種鳥類化石最受人矚目,也深深地影響了我們對於生物演化議題的爭論。像是蜥臀目恐龍中的中華龍鳥化石上,被發現覆蓋了纖維狀的表皮構造,再到尾羽龍及原始組鳥的羽毛構造已經有類似現今鳥類羽毛的中軸和羽支的分支,顯示出早在飛行的行為出現之前,這些在地面上奔走的獸足類就已經開始了羽毛的演化。大量且各式各樣的鳥類化石同樣也出現在熱河生物群中,這其中以孔子鳥最為受人矚目,自從德國索冷霍芬出土始祖鳥的化石以來,孔子鳥是最早具有現今鳥類特徵,只有角質嘴喙而沒有牙齒的原始鳥類,填補了鳥類在演化過程中一個重要失落的環節。

這些年來,熱河生物群的研究對於恐龍如何演化成鳥類這個場景提供了難以計數的重要化石標本,就像是我們把原本模糊的關鍵時刻用解碼器把馬賽克去掉了一樣,讓全世界的人都貪婪地向裡面望,藉以瞭解這段演化故事中最精彩的橋段,不知道未來還會不會有更好的化石、更棒的故事會出現在我們的眼前呢!

原始論文:ZHONGHE ZHOU, PAUL M. BARRETT & JASON HILTON, An exceptionally preserved Lower Cretaceous ecosystem, Nature 421, 807 – 814 (2003)

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