恐龙的演化和灭绝

创立“恐龙”（Dinosaur）这一名词的是英国古生物学家理查德·欧文（Richard Owen,1804-1892），他是一位杰出的古生物学家，恐龙这个词是欧文在 1842 年提出的。根据希腊字首 deinos （恐怖的）以及字尾 sauros（蜥蜴）所组合出的名词。于是“恐怖的蜥蜴”一词便随之诞生了，我国科学家则把它简捷地翻译为“恐龙”。正因为如此，人们深信恐龙是一种巨大而又恐怖的动物。

伦敦自然历史博物馆

恐龙指的是三角龙（鸟臀目）和现代鸟类（蜥臀目）最近的共同祖先的其全部后代，除鸟类外已经全部灭绝。恐龙最早出现于三叠世，分蜥臀类和鸟臀类两大支系，是中生代占绝对优势的陆地脊椎动物。早期恐龙数量不多，属种也少，个头也不大，到了三叠纪末期开始了多样性演化，到了早侏罗世恐龙遍布各大陆，属种大增，个体加大。

伦敦自然历史博物馆

澳大利亚昆士兰博物馆里的恐龙

最早的恐龙出现大约距今2.3亿年前，曾产于中生代之陆上沼泽，中颈尾皆长，后肢比前肢长且有尾，能够直立。它们有的草食性，亦有的肉食性，体型最小相等于一只鸡，最大可长达40公尺，有些恐龙的寿命最长可能活上200年，体型巨大，为陆地生长动物中的最大者。恐龙在侏罗纪最为兴盛，真正成为地球霸主，占据了陆、海、空三大生态领域，它们称霸地球约1.6亿年之久，最后一批恐龙于白垩纪末期灭绝。

本文作者在昆士兰博物馆

在已发现的诸多恐龙中，始盗龙（Eoraptor）是最原始的一种，其地质时代为三叠纪晚期。1993年，始盗龙被发现于南美洲阿根廷西北部一处极其荒芜不毛之地——伊沙瓜拉斯托组（Ischigualasto Formation），属于三叠纪晚期地层。始盗龙是小型肉食动物，长约1.5米，能够两足行走，被认为是最早的恐龙。古生物学家保罗·塞里诺（Paul Sereno）认为始盗龙是最早恐龙的原因，除了始盗龙缺乏几个恐龙的专有特征外，还有它们缺乏掠食性动物的特征。不像其他的后期肉食性恐龙，它的下颌没有可调整的关节，用来咬紧大型猎物。始盗龙属于蜥臀目。在同一地层古生物学家还发现了另外两种早期恐龙，埃雷拉龙（Herrerasaurus）和皮萨诺龙（Pisanosaurus），是现今所发现的最为古老的恐龙之一。

蒙古乌兰巴托自然历史博物馆里的恐龙骨骼化石

阿根廷伊沙瓜拉斯托和塔拉姆佩雅自然公园（Ischigualasto and Talampaya Natural Parks）的性质具有非凡的科学重要性，提供了代表三叠纪地质历史时期的完整陆相沉积化石序列，揭示了三叠纪脊椎动物生命的演化和古环境的性质，开创了“恐龙时代”。该遗址清晰而独特地记录了地球历史的主要阶段，化石的丰富多样性包括大约56个已知属和更多种类的脊椎动物，包括但不限于鱼类、两栖动物和各种爬行动物以及哺乳动物的直系祖先，包括早期的恐龙：始盗龙（Eoraptor），以及至少100种植物。

剑桥大学塞奇威克地球科学博物馆，这具恐龙骨架发现于1878年，其地质时代在1.25亿年前

本文作者在塞奇威克地球科学博物馆

禄丰龙（Lufengosaurus），生存于距今约1.9亿年的早侏罗纪，因发现于中国云南省禄丰县而得名，是目前发现最早、最原始的原蜥脚类恐龙，是在中国找到的第一只完整的恐龙化石，因此，被称为“中国第一龙”。禄丰龙生活在湖泊岸边或沼泽地区，是一种杂食性的恐龙。许氏禄丰龙（Lufengosaurus huenei）的地质时代为早侏罗世（距今1亿8千万年前），产于云南省禄丰县沙湾，许氏禄丰龙是我国第一条被装架的恐龙。1958年，中华人民共和国邮政总局发行了一套三枚古生物纪念邮票。其中一枚是许氏禄丰龙的骨架和复原图，这枚邮票是全世界发行的第一枚恐龙邮票。与禄丰龙同时代、同地点生存的还有同属于蜥脚类恐龙的云南龙、彝州龙及金山龙等，他们都是植食性恐龙。

云南国家恐龙地质公园的恐龙骨架

云南国家恐龙地质公园的恐龙骨架

原地埋藏的恐龙骨骼化石

在加拿大艾伯塔省西南角红鹿河谷一带，有一座世界闻名的恐龙公园（Dinosaur Provincial Park），占地7825公顷。这座公园地形十分奇特，这里的土地贫瘠荒凉，荒原形态各异，岩石台地、低洼的河谷、天然石柱、山峰、沉积岩层等构成了一幅幅奇观异景。这里也是迄今为止世界发现的中生代白垩纪恐龙化石最大的产地。

在白垩纪7500万年以前，现在的艾伯塔东部地区是大片浅海边的低洼沿海平原。气候温暖潮湿，属亚热带气候。生物种类繁多，除了大量繁盛的恐龙外，还有鱼类、两栖类、爬行类、原始哺乳类、鸟类动物等。恐龙是中生代陆生爬行动物的一类。这些恐龙中有食草的，也有食肉的，它们自由自在地生活在这里的陆地或沼泽附近，这里可以说是恐龙的世界。自从19世纪80年代这里的挖掘工作开始以来，人们已经沿着红鹿河谷长约26千米的沿岸，已发现300多具保存完整的恐龙化石骨骼。迄今为止，恐龙化石已代表超过10科，34属，44种，可追溯到7500万至7700万年前。

蒙古戈壁火焰崖恐龙化石遗址

1922年，一支历史上闻名的科学探险队在美国自然历史博物馆罗伊·查普曼·安德鲁斯（Roy Chapman Andrews） 的带领下突破重重艰难险阻抵达蒙古戈壁，发现了闻名于世的恐龙化石遗址——火焰崖（Flaming Cliffs）。罗伊·查普曼·安德鲁斯的团队首次发现了许多白垩纪的恐龙化石，包括恐龙蛋化石，因此蒙古戈壁火焰崖了震惊世界。

火焰崖恐龙化石遗址是世界上最大的恐龙化石产地之一

恐龙蛋

蒙古戈壁火焰崖是世界上最大的恐龙化石产地之一，这里埋葬了许多白垩纪的恐龙和一些小型哺乳动物。蒙古的恐龙化石主要分布在南戈壁、中戈壁和东戈壁地区。自1922年以来，古生物学家在蒙古戈壁发现了许多白垩纪的恐龙化石，包括原角龙（Protoceratops）、窃蛋龙（Oviraptor）等。一些采自蒙古戈壁的恐龙化石都珍藏在乌兰巴托的自然历史博物馆（Natural History Museum of Mongolia）。

乌兰巴托自然历史博物馆

乌兰巴托自然历史博物馆

火焰崖，千姿百态的悬崖峭壁在阳光照耀下，红白（黄）色相间的岩石呈现出扑朔迷离而又变幻无穷的色彩。火焰崖在夕阳照射下反射出红色光芒，如火似焰。火焰崖是由白垩纪沉积岩叠覆而成，在沉积岩层中含有许多古生物化石，恐龙就埋葬在这里。火焰崖，由风蚀作用形成的岩柱以不同造型屹立在孤寂的荒漠之上寂寥而深邃，尽显大自然的苍茫与迷幻。火焰崖是恐龙的地狱，古生物学家的天堂。

蒙古戈壁火焰崖恐龙化石遗址

本文作者在蒙古戈壁考察恐龙化石遗址

在蒙古戈壁考察恐龙化石遗址

我国侏罗纪的恐龙化石主要产于云南、四川、西藏、贵州、山东、新疆、甘肃等省区；白垩纪的恐龙化石主要分布在内蒙古、辽宁、山东、新疆等省区，在中南和东南地区也有分布。

近30年来，关于恐龙，辽西热河生物群中已经发现了数十种恐龙化石，包括中华龙鸟（Sinosauropteryx）、天宇龙（Tianyulong）、羽王龙（Yutyrannus）、帝龙（Dilong）、神州龙（Shenzhousaurus）、北票龙（Beipiaosaurus）、尾羽龙（Caudipteryx）、小盗龙（Microraptor）、中国鸟龙（Sinornithosaurus）、纤细盗龙（Graciliraptor）、中国猎龙（Sinovenator）、寐龙（Mei）、窦鼻龙（Sinusonasus）、原始祖鸟（Protarchaeopteryx）、义县龙（Yixianosaurus）、辽宁巨龙（Liaoningotitan）、东北巨龙（Dongbeititan）、辽宁龙（Liaoningosaurus）、克氏龙（Crichtonsaurus）、热河龙（Jeholosaurus）、锦州龙（Jinzhousaurus）、鹦鹉嘴龙（Psittacosaurus）、辽角龙（Liaoceratops）、长眠龙（Changmiania）、渤海舞龙（Wulongbohaiensis）等。

中华龙鸟（据白日梦旅行）

1996年报道的世界第一个带羽毛恐龙——原始中华龙鸟（Sinosauropteryx prima）中华龙鸟，生存于距今1.4 亿年的早白垩世，1996 年发现于辽西北票热河生物群。开始以为它是一种原始鸟类，所以将其定名为中华龙鸟，后经科学家证实为一种小型肉食性恐龙。属于兽脚亚目美颌龙科中华龙鸟属。骨架长为1米左右，前肢粗短，爪钩锐利，后腿较长，适宜奔跑，全身披覆着原始羽毛。

中华龙鸟是世界上发现的第一只长羽毛恐龙。其字面上的意思为“来自中国的似恐龙的鸟”。这是因为其最初发现时，曾被认为是最原始的鸟类而得名。现已公认其属于兽脚类恐龙中的美颌龙科。从形态上看，原始中华龙鸟处于向鸟类演化的一个相对原始的进化水平上。中华龙鸟的背部从头到尾长着细丝状的皮肤衍生物，是世界上第一个保存有类似结构的恐龙化石，这为鸟类羽毛起源问题提供了重要信息，中华龙鸟亦因此闻名于世。

”白日梦旅行“考察辽西热河生物群四合屯生物地层（据白日梦旅行）

1999年报道的辽宁省西部北票市的四合屯村早白垩世地层的中国鸟龙（Sinornithosaurus），学名来自拉丁文的“Sino”（意为“中国”）、“rnitho”（意为“像鸟一样”）及“saurus”（意为“蜥蜴”），意思是“来自中国的像鸟一样的蜥蜴”。目前中国鸟龙属内有两个种：模式种千禧中国鸟龙（Sinornithosaurus millenii），种名“millenii”代表即将到来的千禧年。

顾氏小盗龙（Microraptor gui），世界上最早的有四个翅膀的恐龙。2003 年1月的《自然》（Nature）杂志封面文章发表中科院古脊椎动物所发现的四翼恐龙，它可以在空中滑翔，为鸟类“树栖起源假说”提供了最直接的化石证据，即认为鸟类的祖先栖息在树上，借助于羽毛能从树“滑翔”下来，逐渐进化出主动飞行的能力。

”白日梦旅行“参观博物馆（据白日梦旅行）

到了晚白垩世，全球气候变干变冷，四季分明，恐龙开始衰落了，属种和化石数量大大减少，个体也远不及侏罗纪的大，相反恐龙蛋化石大增，这是孵化率低的结果。距今6500亿年的白垩纪末恐龙灭绝了。

恐龙统治性生物一时得天时地利而繁衍滋长，而同时其适应性和抗灾变能力则不断减弱，这就是特化。特化是衰亡的前兆。一旦环境有突变—而环境突变是一种必然—，它们便走向绝灭。由于恐龙不能适应当时迅速变化的环境，随同整个爬行动物的大衰退，无论陆生的、水生的或飞翔的恐龙，到白垩纪末都相继绝灭了。爬行动物中残留并延续至今天的，仅有喙头蜥类、鳄类、龟鳖类和有鳞类（蛇和蜥蜴）。对恐龙的绝灭尚有不同的解释。不少人认为恐龙的集群绝灭与地外成因的灾变事件有关，如超新星爆发、小天体撞击地球等。

原地埋藏的恐龙化石骨骼

白垩纪-古近纪灭绝事件（Cretaceous–Paleogene extinction event），通常被称为白垩纪-第三纪（K-T）灭绝事件（Cretaceous–Tertiary extinction even）发生在大约6550万年前，即白垩纪末期。这是一次大规模的动植物物种大灭绝，尤其是恐龙。白垩纪-古近纪灭绝事件（简称K-Pg事件或K-Pg灭绝），由于此次灭绝事件完全毁灭了非鸟恐龙，故又俗称“恐龙大灭绝”，旧称为白垩纪-第三纪灭绝事件，是地球历史上最大的一次物种灭绝事件。这一事件标志着中生代的结束和新生代的开始。K是白垩纪的传统缩写，源自德语名称Kreidezeit，Pg是古近纪的缩写，T是第三纪（包括古近纪和新近纪）的缩写。由于国际地层学委员会不鼓励将“第三纪”作为正式的时间或岩石单位，许多研究人员现在将K-T灭绝事件称为白垩纪-古近纪灭绝事件（K-Pg extinction event）。

恐龙骨骼化石

中生代—新生代之交或白垩纪—第三纪之交生物大绝灭。最著名的一次大绝灭发生在大约6500万年前，导致了恐龙的灭绝。这次大灭绝被称为白垩纪-第三纪绝灭事件，科学家认为，该事件是在一颗巨大的小行星撞击地球之后发生的，恐龙并不是这次事件的唯一受害者，当时地球上近50%的生命形式也遭到了灭顶之灾。撞击假说的支持者发现了许多有力的证据，来证明他们的观点。最有力的证据来自在白垩纪和古近纪地质界线上发现的铱异常。科学家推测，这种高含量的铱元素就是撞击地球的小行星带来的。

Peter Schulte, et al.（2010）在《科学》（Science）杂志上发表研究论文：“The Chicxulub asteroid impact and mass extinction at the Cretaceous-Paleogene boundary”，确认在6550万年前，一颗小行星撞击今天墨西哥境内的希克苏鲁伯地区是造成白垩纪-古近纪（Cretaceous-Paleogene boundary）恐龙大灭绝的原因。他们在墨西哥湾发现希克苏鲁伯陨石坑（Chicxulub crater），平均直径约有180公里。该陨石坑就是小行星撞击地球的证据，撞击引发了生物大灭绝（集群绝灭）（mass extinction）。由于该陨石坑的规模与年代，希克苏鲁伯陨石坑常被认为是造成白垩纪-第三纪（古近纪）灭绝事件的成因，并造成恐龙等生物的灭绝。

斯泰温斯-克林特（Stevns Klint）是丹麦东部西兰岛上的一处陡峭的断崖，占地约50公顷，包括15千米长的海岸线和高达41米的含化石悬崖。这一崎岖不平的海岸保护区包括潮间带悬崖和相邻的已建隧道和废弃的采石场，出露白垩纪和第三纪地层。白垩系上白垩统沉积通常富含大型化石，代表着高度多样的海底动物群。在斯泰温斯-克林特出露的沉积岩中发现了450多种大型化石和数百种超微化石。

恐龙化石修复

陨石撞击对地球导致生物集群绝灭就发生在白垩系和第三系（Cretaceous/Tertiary）之间界限。边界清晰可见，白垩系软白垩岩与上覆坚硬的第三系石灰岩分开。界限粘土层（boundary clay layer），通常厚达10厘米，但在悬崖北面的一个地方，其界限粘土层厚度可达30厘米左右。这一层铱元素的高异常清楚显示了这一时间段是处于白垩纪与第三纪的过渡期。界限粘土层中的微量元素铱的高含量与陨石撞击对地球有关。在这一边界，白垩纪有超过一半的物种灭绝，包括陆生恐龙和大型海洋生物爬行动物。这个特别的边界层很容易辨认出来。这场生物大灭绝发生在大约6500万年前。

蒙古戈壁火焰崖恐龙化石遗址

地史时期生物大规模绝灭的假说

1. 环境的急剧变化 包括气候、海水盐度、构造运动、海平面变化、大气圈含氧量的大幅度波动。

2. 生物因素 包括由于大陆供应的营养物质的减少，食物链的破坏，被捕食、疾病及生存竞争等。

3. 地球外的灾变事件

（1）当地球磁场发生倒转时，由于地球失去外空磁层的屏障，来自邻近恒星的对生物有害的的宇宙射线和X射线等对地球的影响。

（2）超新星爆炸释放大量能量并发射各种宇宙射线和电磁辐射，会导致气候的异常变化和某些物质成分的异常含量，对生物有不利影响。

（3）小行星冲击地球所引起的气候变化和某些元素的异常含量。撞击的影响是大量岩石粉末进入地球大气圈，快速分布到全球并在大气圈中残留若干年，尘埃带来了黑暗，抑制了光合作用，因而破坏了食物链，直接和间接地导致许多动物类别灭绝，包括恐龙的灭绝。

（4）彗星冲击地球使彗星上的一些有害物质如各种氰化物等带进地球，给地球带来灾害。

按照科学界流行的看法，恐龙灭绝是外来天体撞击地球所致。但外来天体撞击究竟引发了何种后果直接加速了恐龙灭亡，却众说纷纭。英国和美国研究人员新提出的一种观点则认为，外来天体撞击引发的气候变冷，有可能造成恐龙后代雄多雌少，恐龙最终因“性别失衡”而走上绝路。他们认为，距今约6500万年前外来天体撞击地球，很可能使大量尘埃进入地球大气层，全球气候因此变冷，结果导致恐龙的后代中雄性占据了主导地位。这种性别比例的失衡可能是造成恐龙灭绝的一个重要因素。恐龙等一些早已灭绝的物种，后代性别很可能也受孵化时的温度所决定。

本文作者在地质博物馆

总之，恐龙的绝灭是各种灾害共同影响的结果，包括宇宙事件 （地外事件）和地球事件（地内事件），还包括恐龙的机体演变等因素。科学家一直在研究绝灭的起因和规律，并提出了多种解释，比如陨星撞击、宇宙射线变强、火山喷发、气候变化、大气成分变化、海洋盐度变化、地磁变化等。这些观点虽然听起来各不相关，但大致可以分成两部分，也就是来自地球内和地球外的影响。引起大绝灭的外因：生物与地球的不协调演化——环境恶化，包括火山爆发事件、海水进退事件、铱等元素异常与撞击事件、碳氧稳定同位素异常事件、稀土元素异常事件、缺氧事件等。

许多人相信，在白垩纪末发生过外星体撞击地球的事件。剧毒元素铱在地球上含量极微，但在陨石等天体中含量高。界线粘土层中铱异常值很高，认为是小行星或彗星撞击地球的产物。玄武质小球粒则是外星体撞到玄武质地壳（大洋）时，将碎屑物抛上高空再降落在全球的物质。可以设想，这种高能灾变撞击会震撼全球，使自然环境激变，剧毒物质猛增，令生物难逃灭顶之灾。

孙克勤撰文和摄影