作者：張玉光（國家自然博物館副館長）

　　光明日報記者詹媛整理

　　地球上第一朵花在哪裏綻放？恐龍怎麽(me) 演化成了鳥？1923年，地質學家在遼西淩源首次發現古生物化石並提出“熱河係”概念；1962年，我國古生物學家顧知微將其命名為(wei) “熱河生物群”。百年來，特別是近40多年，我國和世界古生物學家在這裏取得了豐(feng) 碩成果，許多現生生物的祖先類型在這裏陸續被發現。11月2日，由國家自然博物館等單位主辦的“遠古熱河——中生代重要化石發現特展”展示了130多件來自這座獨一無二的世界級化石寶庫的“瑰寶”，為(wei) 大家重現演化故事，更好展望未來。

　　世界級的古生物化石寶庫，這裏為(wei) 何如此重要？

　　熱河生物群素有“20世紀世界最重要的古生物發現之一”與(yu) “世界級的古生物化石寶庫”等美譽。這一地區化石數量之多，種類之豐(feng) 富，令世界古生物界讚歎。

　　這裏發現了世界上最早的開花植物——遼寧古果和世界上最早的有胎盤哺乳動物——中華侏羅獸(shou) 等化石。100年來，在這座世界級化石寶庫發現了大量具有重要科研意義(yi) 的化石物種，幾乎囊括了中生代向新生代過渡的所有生物門類，為(wei) 研究鳥類起源和飛行起源、真獸(shou) 類起源、被子植物起源、地質變化與(yu) 生物協同演化等重大地質古生物理論問題，提供了極為(wei) 重要的化石佐證。

　　熱河古生物化石分布於(yu) 今天遼寧西部，河北北部和內(nei) 蒙古東(dong) 部部分地區。這裏發育保存有世界上最為(wei) 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(liang) 個(ge) 重要生物群。化石保存精美，數量龐大，包含20多個(ge) 生物門類。自20世紀80年代末起，古生物學者在這裏有了數項突破性的古生物發現，包括早期鳥類、帶羽毛恐龍、原始有胎盤哺乳類和早期被子植物等，皆為(wei) 20世紀古生物學領域的重大科學發現。

　　燕遼生物群是生活在大約1.66~1.59億(yi) 年前中晚侏羅世的生物群，主要分布在中國北部、中亞(ya) 、西亞(ya) 等地區。燕遼生物群也是這裏的代表性生物群之一，不僅(jin) 與(yu) 熱河生物群產(chan) 自不同的時代，代表性化石分子也有不同的組合麵貌。

　　熱河生物群是生活在大約1.35~1.20億(yi) 年前白堊世的一個(ge) 古老生物群，主要分布在中國北部、蒙古、西伯利亞(ya) 、朝鮮半島、日本等東(dong) 北亞(ya) 地區。這裏埋藏的熱河生物群物種種類豐(feng) 富，數量龐大，保存良好，是獨一無二的世界級化石寶庫。

　　世界上最早的開花植物、帶羽毛的恐龍……化石“瑰寶”傳(chuan) 遞什麽(me) 信息？

　　這次的“遠古熱河——中生代重要化石發現特展”首次集中展出大批來自熱河中生代的珍稀化石，展示了遠古時期熱河生物類群的多樣性和獨特性。那麽(me) ，有哪些令人矚目的化石“瑰寶”呢？

　　中華侏羅獸(shou) ——世界上最早的有胎盤哺乳動物。這些化石裏，最引人注目的是來自侏羅紀晚期的中華侏羅獸(shou) ，它是世界上最早的有胎盤哺乳動物。這個(ge) 化石的發現改變了科學家對人類遠古祖先的認識，把人類探索有胎盤類哺乳動物祖先的時間又提前了3500萬(wan) 年。它保存了長約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(ti) 組織痕跡，如毛發等。通過研究化石，科學家們(men) 得以推測出中華侏羅獸(shou) 的外貌和生活習(xi) 性——它的大小和一隻鼩鼱相似，是一種早期的胎生哺乳動物。

　　錦州龍——熱河生物群發現的第一個(ge) 大型恐龍化石。恐龍化石能夠幫助科學家們(men) 重建古代生態係統和動植物的演化曆史。而熱河作為(wei) 恐龍化石的重要發現地之一，一直備受關(guan) 注。錦州龍體(ti) 長7米，臀高2.8米，體(ti) 重1~1.5噸，是一種體(ti) 形中等的鴨嘴龍超科類恐龍。它是熱河生物群發現的第一種大型恐龍,也是目前遼寧發現的最大的鳥腳類恐龍。

　　遼寧古果——世界上最古老的花。它們(men) 的生存年代為(wei) 距今1.25億(yi) 年的早白堊世，比以往發現的被子植物早1500萬(wan) 年，被國際古生物學界認為(wei) 是迄今最早的被子植物，就此為(wei) 全世界的有花植物起源於(yu) 遼寧西部提供了有力的證據。

　　原始中華龍鳥——首個(ge) 被發現的帶羽毛恐龍。這一化石發現於(yu) 1996年，是遼寧熱河生物群中發現的第一隻帶羽毛恐龍。成體(ti) 全長約1米、體(ti) 重約0.55公斤，與(yu) 歐洲發現的美頜龍有親(qin) 緣關(guan) 係，是體(ti) 型最小的恐龍之一。中華龍鳥最重要的特征是全身覆蓋的絲(si) 狀構造。這些中空管狀的絲(si) 應是皮膚衍生物，是原始的羽毛雛形。對這個(ge) 化石的進一步研究證實絲(si) 羽中保存了黑素體(ti) ，與(yu) 現生鳥類的黑素體(ti) 比較後，研究人員認為(wei) ：中華龍鳥全身主要由紅褐色絲(si) 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(dong) 亞(ya) 地區特有的鳥臀類恐龍。鸚鵡嘴龍是熱河生物裏最早被發現的恐龍類，它是角龍類早期的分支，生存於(yu) 白堊紀早期的東(dong) 亞(ya) 地區，體(ti) 長約2米，是兩(liang) 足行走的植食性恐龍。2008年，國家自然博物館科研人員在遼西發現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和排列方式——它們(men) 背側(ce) 色深、腹麵色淺，顯示它們(men) 很可能生活於(yu) 幽閉森林環境中。

　　赫氏近鳥龍——生存年代距今約1.6億(yi) 年。在赫氏近鳥龍被發現之前，古生物學家發現的所有帶羽毛恐龍均來自白堊紀地層，而世界上最早的鳥類始祖鳥發現自德國的晚侏羅世地層，距今約1.5億(yi) 年。這使科學家們(men) 很疑惑，為(wei) 什麽(me) 作為(wei) 恐龍後代的鳥類生存時間會(hui) 比帶羽毛恐龍還早？直到近鳥龍的發現，才解決(jue) 了這個(ge) 問題。近鳥龍四肢都覆蓋著羽毛，所有的羽毛沿羽軸左右對稱，不具備飛行所需空氣動力學功能。這說明羽毛一開始演化出來，並不是用於(yu) 飛行。國家自然博物館的科研人員在近鳥龍的羽毛印痕中提取了黑素體(ti) ，黑素體(ti) 的形態和排列決(jue) 定著現生鳥類羽毛顏色。通過與(yu) 現生鳥類對比，科研人員發現近鳥龍身體(ti) 的羽毛是黑白相間的，頭頂羽毛為(wei) 紅色。

　　顧氏小盜龍——體(ti) 型最小的恐龍之一。顧氏小盜龍體(ti) 長約70～80厘米，體(ti) 重估計1公斤左右，是體(ti) 型最小的恐龍之一。它前後肢都有兩(liang) 側(ce) 不對稱的飛羽組成的翅膀，因此有“四翼恐龍”的別稱。除了滑翔，它們(men) 也有可能采取動力飛行，在樹林間穿梭。通過研究羽毛化石中保存的黑素體(ti) 顆粒，古生物學家認為(wei) 顧氏小盜龍全身披覆著帶有虹彩光澤的黑色羽毛。顧氏小盜龍標本是了解從(cong) 不會(hui) 飛的恐龍到飛行鳥類演化曆程的重要材料。

　　甄氏甘肅鳥——熱河生物群中最接近現生鳥的類型。甄氏甘肅鳥身長約30厘米，下頜末端有非常細小的牙齒。後肢長於(yu) 前肢，趾骨非常長，與(yu) 跗蹠骨相近；脛跗骨長度是股骨長的1.8倍，推測為(wei) 半水棲，類似於(yu) 遊禽類。甄氏甘肅鳥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都還要大，或能取食堅硬的種子或底沙裏的無脊椎動物。這是熱河生物群中最接近現生鳥的類型，為(wei) 今鳥型類的棲位分化與(yu) 多樣性研究提供了重要材料。

　　氣候溫暖濕潤，萬(wan) 物繁盛……遠古生物圈究竟什麽(me) 樣？

　　熱河為(wei) 何如此特殊呢？那是因為(wei) ，當時，這裏發生了火山噴發。大量火山灰掩埋了自然界的生物，長期的地質作用又使它們(men) 以化石的形式被保存下來。

　　也因如此，這裏發現的化石特別精致，甚至保存了動物的皮膚、鳥類的羽毛，以及一些其他生物組合。依據這些化石，我們(men) 現在可以推測出當時的地球環境以及動植物生存狀況的原貌。

　　中生代早期，整個(ge) 華北及部分東(dong) 北地區為(wei) 大的相對穩定的大陸塊體(ti) ，地質術語稱為(wei) “古陸核”，即大陸地殼中長期不受造山運動影響，隻受造陸運動發生過變形的相對穩定部分。晚中生代開始，華北古陸核構造演化發生了根本性變化：發生大規模岩漿活動、形成伸展盆地。頻繁的岩漿活動造成的環境變化可導致地區性生態係統發生崩潰，使自然選擇壓力明顯增大，從(cong) 而加速生物演化進程。

　　眾(zhong) 多獨立小型盆地的形成則有利於(yu) 新物種的產(chan) 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曆過兩(liang) 次大規模的裂穀盆地形成和大規模火山活動，分別與(yu) 中晚侏羅世燕遼生物群和早白堊世熱河生物群生存時間相吻合。

　　大規模火山噴發產(chan) 生的火山灰，不僅(jin) 為(wei) 湖泊和森林生態係統提供了豐(feng) 富的營養(yang) 物質，而且突發的火山運動也是生物遺體(ti) 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(ti) 避免了腐爛分解的命運，有些軟組織也得以保存，最終形成了熱河化石寶庫。火山灰中的鋯石礦物更是精準測定和確定地層年代的重要材料。

　　大約1.25億(yi) 年前的白堊紀早期，氣候溫暖，活躍的地質作用產(chan) 生大量溫室氣體(ti) ，海洋溫度比現在大約高15℃～20℃，世界許多地區被海水淹沒。

　　熱河當時密布淡水湖泊，氣候溫暖濕潤，附近火山噴發頻繁。這裏有多樣的生態環境，多種動植物在此繁衍生息。湖泊中鱘和狼鰭魚優(you) 哉遊哉。沼澤裏蟾蜍、蠑螈、龜鱉類和離龍等四處遊走。陸地上蘇鐵、銀杏和鬆柏等裸子植物生長茂盛，被子植物也在水邊生長。翼龍與(yu) 原始鳥類在天空中、樹林間滑翔或飛行，成百上千種動植物，占據著了天空、陸地和湖泊，萬(wan) 物繁盛。

　　對熱河生物群的研究，為(wei) 撰寫(xie) 地球的生命史書(shu) 提供了實證，這不僅(jin) 有助於(yu) 探究人類從(cong) 哪裏來，重現數十億(yi) 年來地球生物演化的故事，更重要的是，對於(yu) 人類今後往哪裏去，也能有所啟發——古生物學研究有助於(yu) 重建古代地球的環境和氣候，通過研究遠古生物的化石記錄和地層特征，可以了解到不同時期地球的氣候變化、地質事件發生和生態係統的演化，為(wei) 理解地球環境變化和生態係統的形成提供重要線索，從(cong) 而可以更好地預測未來地球的氣候和環境發展變化趨勢。

　　《光明日報》（2023年11月09日 16版）