作者：張玉光（國(guó)家自然博物館副館長(zhǎng)）

　　光明日?qǐng)?bào)記者詹媛整理

　　地球上第一朵花在哪里綻放？恐龍?jiān)趺囱莼闪锁B(niǎo)？1923年，地質(zhì)學(xué)家在遼西凌源首次發(fā)現(xiàn)古生物化石并提出“熱河系”概念；1962年，我國(guó)古生物學(xué)家顧知微將其命名為“熱河生物群”。百年來(lái)，特別是近40多年，我國(guó)和世界古生物學(xué)家在這里取得了豐碩成果，許多現(xiàn)生生物的祖先類(lèi)型在這里陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)。11月2日，由國(guó)家自然博物館等單位主辦的“遠(yuǎn)古熱河——中生代重要化石發(fā)現(xiàn)特展”展示了130多件來(lái)自這座獨(dú)一無(wú)二的世界級(jí)化石寶庫(kù)的“瑰寶”，為大家重現(xiàn)演化故事，更好展望未來(lái)。

　　世界級(jí)的古生物化石寶庫(kù)，這里為何如此重要？

　　熱河生物群素有“20世紀(jì)世界最重要的古生物發(fā)現(xiàn)之一”與“世界級(jí)的古生物化石寶庫(kù)”等美譽(yù)。這一地區(qū)化石數(shù)量之多，種類(lèi)之豐富，令世界古生物界贊嘆。

　　這里發(fā)現(xiàn)了世界上最早的開(kāi)花植物——遼寧古果和世界上最早的有胎盤(pán)哺乳動(dòng)物——中華侏羅獸等化石。100年來(lái)，在這座世界級(jí)化石寶庫(kù)發(fā)現(xiàn)了大量具有重要科研意義的化石物種，幾乎囊括了中生代向新生代過(guò)渡的所有生物門(mén)類(lèi)，為研究鳥(niǎo)類(lèi)起源和飛行起源、真獸類(lèi)起源、被子植物起源、地質(zhì)變化與生物協(xié)同演化等重大地質(zhì)古生物理論問(wèn)題，提供了極為重要的化石佐證。

　　熱河古生物化石分布于今天遼寧西部，河北北部和內(nèi)蒙古東部部分地區(qū)。這里發(fā)育保存有世界上最為理想的中生代陸相地層，分布有中晚侏羅世燕遼生物群和早白堊世熱河生物群兩個(gè)重要生物群。化石保存精美，數(shù)量龐大，包含20多個(gè)生物門(mén)類(lèi)。自20世紀(jì)80年代末起，古生物學(xué)者在這里有了數(shù)項(xiàng)突破性的古生物發(fā)現(xiàn)，包括早期鳥(niǎo)類(lèi)、帶羽毛恐龍、原始有胎盤(pán)哺乳類(lèi)和早期被子植物等，皆為20世紀(jì)古生物學(xué)領(lǐng)域的重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)。

　　燕遼生物群是生活在大約1.66~1.59億年前中晚侏羅世的生物群，主要分布在中國(guó)北部、中亞、西亞等地區(qū)。燕遼生物群也是這里的代表性生物群之一，不僅與熱河生物群產(chǎn)自不同的時(shí)代，代表性化石分子也有不同的組合面貌。

　　熱河生物群是生活在大約1.35~1.20億年前白堊世的一個(gè)古老生物群，主要分布在中國(guó)北部、蒙古、西伯利亞、朝鮮半島、日本等東北亞地區(qū)。這里埋藏的熱河生物群物種種類(lèi)豐富，數(shù)量龐大，保存良好，是獨(dú)一無(wú)二的世界級(jí)化石寶庫(kù)。

　　世界上最早的開(kāi)花植物、帶羽毛的恐龍……化石“瑰寶”傳遞什么信息？

　　這次的“遠(yuǎn)古熱河——中生代重要化石發(fā)現(xiàn)特展”首次集中展出大批來(lái)自熱河中生代的珍稀化石，展示了遠(yuǎn)古時(shí)期熱河生物類(lèi)群的多樣性和獨(dú)特性。那么，有哪些令人矚目的化石“瑰寶”呢？

　　中華侏羅獸——世界上最早的有胎盤(pán)哺乳動(dòng)物。這些化石里，最引人注目的是來(lái)自侏羅紀(jì)晚期的中華侏羅獸，它是世界上最早的有胎盤(pán)哺乳動(dòng)物。這個(gè)化石的發(fā)現(xiàn)改變了科學(xué)家對(duì)人類(lèi)遠(yuǎn)古祖先的認(rèn)識(shí)，把人類(lèi)探索有胎盤(pán)類(lèi)哺乳動(dòng)物祖先的時(shí)間又提前了3500萬(wàn)年。它保存了長(zhǎng)約2.2厘米的頭骨和部分骨骼，包括完整的前肢和手部骨骼，還有殘留的軟體組織痕跡，如毛發(fā)等。通過(guò)研究化石，科學(xué)家們得以推測(cè)出中華侏羅獸的外貌和生活習(xí)性——它的大小和一只鼩鼱相似，是一種早期的胎生哺乳動(dòng)物。

　　錦州龍——熱河生物群發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)大型恐龍化石?？铸埢軌驇椭茖W(xué)家們重建古代生態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)植物的演化歷史。而熱河作為恐龍化石的重要發(fā)現(xiàn)地之一，一直備受關(guān)注。錦州龍?bào)w長(zhǎng)7米，臀高2.8米，體重1~1.5噸，是一種體形中等的鴨嘴龍超科類(lèi)恐龍。它是熱河生物群發(fā)現(xiàn)的第一種大型恐龍,也是目前遼寧發(fā)現(xiàn)的最大的鳥(niǎo)腳類(lèi)恐龍。

　　遼寧古果——世界上最古老的花。它們的生存年代為距今1.25億年的早白堊世，比以往發(fā)現(xiàn)的被子植物早1500萬(wàn)年，被國(guó)際古生物學(xué)界認(rèn)為是迄今最早的被子植物，就此為全世界的有花植物起源于遼寧西部提供了有力的證據(jù)。

　　原始中華龍鳥(niǎo)——首個(gè)被發(fā)現(xiàn)的帶羽毛恐龍。這一化石發(fā)現(xiàn)于1996年，是遼寧熱河生物群中發(fā)現(xiàn)的第一只帶羽毛恐龍。成體全長(zhǎng)約1米、體重約0.55公斤，與歐洲發(fā)現(xiàn)的美頜龍有親緣關(guān)系，是體型最小的恐龍之一。中華龍鳥(niǎo)最重要的特征是全身覆蓋的絲狀構(gòu)造。這些中空管狀的絲應(yīng)是皮膚衍生物，是原始的羽毛雛形。對(duì)這個(gè)化石的進(jìn)一步研究證實(shí)絲羽中保存了黑素體，與現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)的黑素體比較后，研究人員認(rèn)為：中華龍鳥(niǎo)全身主要由紅褐色絲羽覆蓋，頭、腹部白色，尾部有白色和褐色相間的條紋，臉部有褐色的眼罩狀斑塊。

　　鸚鵡嘴龍——東亞地區(qū)特有的鳥(niǎo)臀類(lèi)恐龍。鸚鵡嘴龍是熱河生物里最早被發(fā)現(xiàn)的恐龍類(lèi)，它是角龍類(lèi)早期的分支，生存于白堊紀(jì)早期的東亞地區(qū)，體長(zhǎng)約2米，是兩足行走的植食性恐龍。2008年，國(guó)家自然博物館科研人員在遼西發(fā)現(xiàn)鸚鵡嘴龍的木乃伊化石，多處保留了清晰的皮膚印痕。2016年的研究更清楚地指出，鸚鵡嘴龍身上鱗片的形態(tài)和排列方式——它們背側(cè)色深、腹面色淺，顯示它們很可能生活于幽閉森林環(huán)境中。

　　赫氏近鳥(niǎo)龍——生存年代距今約1.6億年。在赫氏近鳥(niǎo)龍被發(fā)現(xiàn)之前，古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)的所有帶羽毛恐龍均來(lái)自白堊紀(jì)地層，而世界上最早的鳥(niǎo)類(lèi)始祖鳥(niǎo)發(fā)現(xiàn)自德國(guó)的晚侏羅世地層，距今約1.5億年。這使科學(xué)家們很疑惑，為什么作為恐龍后代的鳥(niǎo)類(lèi)生存時(shí)間會(huì)比帶羽毛恐龍還早？直到近鳥(niǎo)龍的發(fā)現(xiàn)，才解決了這個(gè)問(wèn)題。近鳥(niǎo)龍四肢都覆蓋著羽毛，所有的羽毛沿羽軸左右對(duì)稱(chēng)，不具備飛行所需空氣動(dòng)力學(xué)功能。這說(shuō)明羽毛一開(kāi)始演化出來(lái)，并不是用于飛行。國(guó)家自然博物館的科研人員在近鳥(niǎo)龍的羽毛印痕中提取了黑素體，黑素體的形態(tài)和排列決定著現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)羽毛顏色。通過(guò)與現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)比，科研人員發(fā)現(xiàn)近鳥(niǎo)龍身體的羽毛是黑白相間的，頭頂羽毛為紅色。

　　顧氏小盜龍——體型最小的恐龍之一。顧氏小盜龍?bào)w長(zhǎng)約70～80厘米，體重估計(jì)1公斤左右，是體型最小的恐龍之一。它前后肢都有兩側(cè)不對(duì)稱(chēng)的飛羽組成的翅膀，因此有“四翼恐龍”的別稱(chēng)。除了滑翔，它們也有可能采取動(dòng)力飛行，在樹(shù)林間穿梭。通過(guò)研究羽毛化石中保存的黑素體顆粒，古生物學(xué)家認(rèn)為顧氏小盜龍全身披覆著帶有虹彩光澤的黑色羽毛。顧氏小盜龍標(biāo)本是了解從不會(huì)飛的恐龍到飛行鳥(niǎo)類(lèi)演化歷程的重要材料。

　　甄氏甘肅鳥(niǎo)——熱河生物群中最接近現(xiàn)生鳥(niǎo)的類(lèi)型。甄氏甘肅鳥(niǎo)身長(zhǎng)約30厘米，下頜末端有非常細(xì)小的牙齒。后肢長(zhǎng)于前肢，趾骨非常長(zhǎng)，與跗跖骨相近；脛跗骨長(zhǎng)度是股骨長(zhǎng)的1.8倍，推測(cè)為半水棲，類(lèi)似于游禽類(lèi)。甄氏甘肅鳥(niǎo)化石的腹部保留了大量胃石，其大小比其他熱河生物群的古鳥(niǎo)都還要大，或能取食堅(jiān)硬的種子或底沙里的無(wú)脊椎動(dòng)物。這是熱河生物群中最接近現(xiàn)生鳥(niǎo)的類(lèi)型，為今鳥(niǎo)型類(lèi)的棲位分化與多樣性研究提供了重要材料。

　　氣候溫暖濕潤(rùn)，萬(wàn)物繁盛……遠(yuǎn)古生物圈究竟什么樣？

　　熱河為何如此特殊呢？那是因?yàn)?，?dāng)時(shí)，這里發(fā)生了火山噴發(fā)。大量火山灰掩埋了自然界的生物，長(zhǎng)期的地質(zhì)作用又使它們以化石的形式被保存下來(lái)。

　　也因如此，這里發(fā)現(xiàn)的化石特別精致，甚至保存了動(dòng)物的皮膚、鳥(niǎo)類(lèi)的羽毛，以及一些其他生物組合。依據(jù)這些化石，我們現(xiàn)在可以推測(cè)出當(dāng)時(shí)的地球環(huán)境以及動(dòng)植物生存狀況的原貌。

　　中生代早期，整個(gè)華北及部分東北地區(qū)為大的相對(duì)穩(wěn)定的大陸塊體，地質(zhì)術(shù)語(yǔ)稱(chēng)為“古陸核”，即大陸地殼中長(zhǎng)期不受造山運(yùn)動(dòng)影響，只受造陸運(yùn)動(dòng)發(fā)生過(guò)變形的相對(duì)穩(wěn)定部分。晚中生代開(kāi)始，華北古陸核構(gòu)造演化發(fā)生了根本性變化：發(fā)生大規(guī)模巖漿活動(dòng)、形成伸展盆地。頻繁的巖漿活動(dòng)造成的環(huán)境變化可導(dǎo)致地區(qū)性生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生崩潰，使自然選擇壓力明顯增大，從而加速生物演化進(jìn)程。

　　眾多獨(dú)立小型盆地的形成則有利于新物種的產(chǎn)生和生物多樣性的增加。研究顯示，華北古陸核在晚中生代經(jīng)歷過(guò)兩次大規(guī)模的裂谷盆地形成和大規(guī)?；鹕交顒?dòng)，分別與中晚侏羅世燕遼生物群和早白堊世熱河生物群生存時(shí)間相吻合。

　　大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)產(chǎn)生的火山灰，不僅為湖泊和森林生態(tài)系統(tǒng)提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而且突發(fā)的火山運(yùn)動(dòng)也是生物遺體得以完好保存的重要因素之一。大量沉積的火山灰隔絕了氧氣和微生物，因此，大量生物遺體避免了腐爛分解的命運(yùn)，有些軟組織也得以保存，最終形成了熱河化石寶庫(kù)?；鹕交抑械匿喪V物更是精準(zhǔn)測(cè)定和確定地層年代的重要材料。

　　大約1.25億年前的白堊紀(jì)早期，氣候溫暖，活躍的地質(zhì)作用產(chǎn)生大量溫室氣體，海洋溫度比現(xiàn)在大約高15℃～20℃，世界許多地區(qū)被海水淹沒(méi)。

　　熱河當(dāng)時(shí)密布淡水湖泊，氣候溫暖濕潤(rùn)，附近火山噴發(fā)頻繁。這里有多樣的生態(tài)環(huán)境，多種動(dòng)植物在此繁衍生息。湖泊中鱘和狼鰭魚(yú)優(yōu)哉游哉。沼澤里蟾蜍、蠑螈、龜鱉類(lèi)和離龍等四處游走。陸地上蘇鐵、銀杏和松柏等裸子植物生長(zhǎng)茂盛，被子植物也在水邊生長(zhǎng)。翼龍與原始鳥(niǎo)類(lèi)在天空中、樹(shù)林間滑翔或飛行，成百上千種動(dòng)植物，占據(jù)著了天空、陸地和湖泊，萬(wàn)物繁盛。

　　對(duì)熱河生物群的研究，為撰寫(xiě)地球的生命史書(shū)提供了實(shí)證，這不僅有助于探究人類(lèi)從哪里來(lái)，重現(xiàn)數(shù)十億年來(lái)地球生物演化的故事，更重要的是，對(duì)于人類(lèi)今后往哪里去，也能有所啟發(fā)——古生物學(xué)研究有助于重建古代地球的環(huán)境和氣候，通過(guò)研究遠(yuǎn)古生物的化石記錄和地層特征，可以了解到不同時(shí)期地球的氣候變化、地質(zhì)事件發(fā)生和生態(tài)系統(tǒng)的演化，為理解地球環(huán)境變化和生態(tài)系統(tǒng)的形成提供重要線(xiàn)索，從而可以更好地預(yù)測(cè)未來(lái)地球的氣候和環(huán)境發(fā)展變化趨勢(shì)。

　　《光明日?qǐng)?bào)》（2023年11月09日 16版）