■徐星
鸟类由恐龙的一支演变而来，这是科学界的共识，但是庞大笨重的恐龙怎么变成轻盈的鸟类？它是如何长出羽毛，又是怎么学会飞的呢？在SELF格致论道讲坛上，中科院研究员、古生物学家徐星为我们揭开了其中的奥秘。
恐龙的一支变成了鸟类，这是世界科学界公认的结论。但是在这个大框架下，有一个问题一直困扰着古生物学家：庞大的恐龙怎么会变成轻盈的鸟类？它们是怎么学会飞的？
有问题就得有人去解决，这正是我们科学家要做的事情。在过去的几十年间，科学家们提出了很多假说，但不管怎么样，要回答这些问题，首先要找到化石的证据，而我们的很大一部分工作就是寻找化石。
对于搞古生物学的人来说，我们通过地质图知道地球表面哪些区域可能有哪类化石。大多数的时候，在戈壁沙漠无人区，我们每天的工作很简单，早晨出去睁大双眼在目标岩石中寻找，一天也许走10公里、20公里，这种漫长的寻找是我们找化石最重要的步骤。如果运气好找到了化石，我们就把化石采集出来，运回实验室。
我们知道，恐龙变成鸟类最关键的过程是演化出翅膀，而今天鸟类翅膀最重要的结构就是羽毛，在泥岩和砂岩中很难保存羽毛的结构，所以我们需要换一个地方寻找化石。
在辽宁，有很多山脉不是很高，但走近仔细看，你会发现山脉当中有一种特殊的岩石就是页岩，它对保存软体组织像羽毛的痕迹非常有利。过去这些年，在辽西和周边地区，科学家们发现了很多有意思的化石。
1997年，我第一次到这个区域寻找化石。天已经开始下雪，条件非常艰苦，我们找了三四十天，没有任何收获。但幸运的是，在野外的最后一天晚上，来了一位农民，他告诉我们他曾在这个地区发现一些很碎的碎片，可以送给我们用作科学研究。我们把这些碎片拿回北京进行修理和拼接后，发现这是非常有意思的化石。
这些碎片拼起来，原来是长羽毛的恐龙化石，但是有一点很遗憾，这些羽毛还没有变成可以形成翅膀的羽毛。
第二年夏天我们又来到这个区域，在这里工作了70天。和前一年一样，就在野外工作的最后一天，我们发现了一块标本。通过研究、分析，我们发现这块化石上被命名为“中国鸟龙”的恐龙，前肢已经有了用于飞翔的羽毛，可以像现在的鸟类一样进行拍打。鸟类的飞行拍打动作非常重要，这是它从地面飞向蓝天非常关键的一步。
从那以后，我们每年都到辽西来寻找化石。1999年，我们在野外旅行时碰见一个农民，他向我展示了在他家后院发现的一块化石。这块化石非常小，如果把化石上的恐龙整个身体复原，它可以站在你的手掌上，这个特点非常重要。
庞大恐龙变成鸟类的一个关键变化，就是身体一定变小了。这个新发现的小恐龙体重只有三四百克，小到足以飞向蓝天。但是，这个恐龙的后腿上长了非常粗大的羽毛，这些粗大的羽毛意味着什么呢？
我们发现，所有会飞的除了鸟类以外的其他动物，都会把自己身体体表所有的部分尽量扩展出来帮助飞行。比如说我们熟悉的蝙蝠，蝙蝠的翼不光像鸟类一样在前肢上，也会延伸到后肢上，我们叫做四翼状态。曾经有一位学者提出，可能鸟类最早也不是这么例外的，它的祖先也是经过四翼状态，但是还从来没有发现这样的化石。
基于这个标本，我们提出，这只恐龙很可能代表了一个演化的缺失环节，叫做四翼恐龙，它的前后肢都形成空气动力面，帮助它飞向蓝天。
为了证明这一点，我们必须寻找更多的化石证据。于是，我们又发现了其他一系列的带羽毛、长4只翅膀的恐龙化石。我们还发现巨大的羽毛在早期鸟类中也存在，这说明早期鸟类跟恐龙一样也长4只翅膀。
综合所有的证据就会发现，早期的恐龙生活在地面，慢慢它上树了，然后演化出4只翅膀，随着它的飞行能力越来越强，它前面的翅膀越来越发达，后肢的翅膀退化了，于是变成我们今天熟悉的鸟类，仅仅用两只翅膀来飞行。
我刚才讲的这段科学经历，在2014年被美国《科学》杂志列为“年度十大科技发现”之一。
（本报记者徐蓓整理，内容由中国科普博览、SELF格致论道讲坛提供）
