第壹個始祖鳥標本發現於1861年德國巴伐利亞索倫霍芬附近的吲哚灰巖中。這種石灰巖,質地細膩,開采時為印度石,屬於海岸相,時代在晚侏羅世(654.38+0.4億年前)。工人們在礦井深處20米處發現了這塊化石。化石不僅有骨架,而且因為巖石質地細膩,羽毛印痕也保存得很清楚。只有頭部不完整,已經脫離了身體。這個標本現在保存在大英自然歷史博物館,包括正反兩面。
16年後,1877年,在距離上壹個標本產地約10公裏的艾希施塔特附近的同壹地層中采集到第二個始祖鳥化石。這個標本比第壹個保存得更好,不僅頭部更好,其他部位也更多。這個標本現在保存在柏林博物館。
始祖鳥的第壹個標本首先由赫爾曼·馮·邁耶研究,並在壹封日期為1861年9月30日的信中宣布。這封信的相關部分後來發表在德國《新礦物學、地質學和古生物學年鑒》上。他將這種鳥命名為石印始祖鳥,在中國俗稱始祖鳥。後來,理查德·歐文對上述標本做了進壹步的研究,並在倫敦皇家學會哲學匯刊1863上發表了壹篇文章,將印支始祖鳥重新命名為macrura。
1884年,達姆斯在研究第二個始祖鳥標本時,對第壹個標本進行了細致的觀察和測量。經過相互比較,他了解到第二個標本比第壹個小十分之壹左右。但他認為,這是個體、年齡、性別的差異,兩者應該是同壹物種。但在1897年,他重點研究了兩種標本不同的腸骨結構,並給柏林的標本取了另壹個名字——始祖鳥(Archaeopteryx siemensi)。此後,始祖鳥被記載為壹屬兩種。在1921和1925中,B. Petronievics對上述兩種標本進行了詳細的比較,並列出了它們之間的15差異,認為它們不僅代表兩個屬,而且屬於兩個科。他將柏林Archaeornis siemensi中的標本稱為Archaeornithidae。倫敦現在還叫印支始祖鳥,屬於始祖鳥科。但沒過多久(1927)他就修正了自己的觀點,認為它們仍然只是不同的屬,可以同屬壹個科。此後,仍有壹些觀點繼續發表。直到1954年,加文·德·比爾在倫敦重新研究了標本,同時在柏林對標本進行了觀察和對比。最後得出結論,這兩種鳥雖然有壹些差異,但基本特征完全相同,應該屬於壹屬壹種,或者是1861年邁耶命名的最早的印支期始祖鳥。在這壹點上,經過了近100年眾多學者的反復觀察、比較和研究,得到了統壹的認識。在科研的道路上是多麽的艱辛和曲折啊!這需要人有毅力和努力!
在發現第壹個始祖鳥標本的85年後,在距離第壹個化石產地250米的1956發現了第三個始祖鳥化石(多麽難得的機會)。這個標本沒有頭骨,只有部分身體骨骼和羽毛痕跡被保留下來。後來在1970和1973,又有報道說在舊藏品中發現了第四和第五枚始祖鳥標本(最初認為是翼龍化石)。根據J.H.Ostrom在1985的文章,有第六個始祖鳥標本。據國際古鳥類學學會信息雜誌1993年9月報道,1992年8月在原始祖鳥產地又發現了壹個化石,這是第七個始祖鳥標本。因為第壹個和第二個始祖鳥標本已經確定,這些後來發現的標本過去很容易歸為同壹個屬。然而兩年前,有消息稱第三個始祖鳥標本丟失,於是宣布尋找。還沒聽說有什麽結果。這個標本是壹個老人的,收藏在他家裏,但是他的侄子在他死後去料理後事的時候,發現始祖鳥標本不見了。
始祖鳥化石之所以引起科學家的關註,除了它的產生年代是所有已知鳥類化石中最早的(說明它是最早的鳥類),更重要的是它的骨骼結構融合了爬行動物和鳥類,說明它是爬行動物向鳥類過渡的中間代表。它也有牙齒和由多個尾椎骨組成的長尾。椎體雙凹,骶骨最多由6塊椎骨組成。骨骼本身沒有氣腔,三個掌骨是相互分離的,沒有組合成腕掌骨。前肢尖端有三個爪,腓骨與脛骨等長。跖骨彼此分離,沒有結合成跗跖骨。肋骨細,沒有鉤狀突起。這些都是爬行動物的特征。但它有羽毛,又可分為壹級和二級飛羽,以及覆蓋飛羽基部的尾羽和復羽。羽毛,這是鳥類最重要的特征。此外,它還有鎖骨愈合形成的叉骨,恥骨向後伸展,有四個腳趾,大腳趾與其他腳趾相對。另外,它還有壹個很有意思的特點,就是第三掌骨已經和腕骨愈合了,而第二、第壹掌骨還沒有愈合。人們認為這是鳥類腕掌骨合成的開始。正因為鳥類的特征是在爬行動物特征的基礎上進化發展起來的,而且它們有羽毛,所以有人戲稱它們為“美化的爬行動物”。
在始祖鳥是鳥類祖先的概念被確認並寫進教科書後,鳥類的起源似乎已經定型,壹些學者的興趣開始轉向始祖鳥最初是如何獲得飛行能力的話題。樹棲理論家認為,始祖鳥最早是在樹與樹之間或者樹與地面之間滑行。陸地理論家認為,它在開闊的地面上起飛,拍打著帶羽毛的翅膀,“跑得和飛壹樣快”(圖48)。但兩人都認為始祖鳥的飛行能力不強。然而,另壹方面,仍有人對始祖鳥的“祖先”持謹慎態度,有時會質疑或沖擊它。比如,在報告始祖鳥(1973)第五號標本時,作者曾說:雖然始祖鳥是爬行動物和鳥類之間的過渡類型,但就其所有特征而言,它仍不是鳥類的最早祖先。至於鳥類最早的祖先長什麽樣,還有待未來發現。英國科學家馬丁(1987)也說:始祖鳥可能和現代鳥類不在壹個分支。進化論者認為,現代鳥類的祖先在白堊紀(1.3億年前)之前經歷了漫長的進化過程。他認為始祖鳥不是後來鳥類的祖先,可能只是鳥類進化中的壹個側枝。
相比較而言,這些關於始祖鳥的理論質疑是溫和的。近年來,壹場關於始祖鳥羽毛的爭論“沸沸揚揚”。這場爭論是由兩位天文學家弗雷德·霍伊爾和夏利·維卡馬·辛霍在1986年引起的。他們懷疑始祖鳥的羽毛紋是偽造的,說這個有羽毛紋的巖石層和下面壹層的紋理不壹樣,前者可能是用某種水泥人工粘上去的。這個指控很嚴重。不僅涉及到羽毛,還涉及到始祖鳥是不是鳥。因為,沒有羽毛,始祖鳥從骨骼特征上看更像爬行動物。針對上述指責,以英國自然博物館兩棲類、爬行類和鳥類部門主任艾倫·查利德為首的古生物學家再次在電子顯微鏡下仔細觀察了始祖鳥標本,隨後宣布他們沒有發現附著羽毛印跡的那層水泥。意思是羽毛印是原創的,不是偽造的,是後來附上的。然而,反對者仍然不服氣,並要求從標本中鉆取材料進行分析和研究。因為標本太珍貴,博物館領導不同意。他還說,這個標本已經被很多研究人員用雙目電子顯微鏡觀察過,但沒有發現水泥層,世界上也沒有古生物學家懷疑始祖鳥標本的真實性。對此,兩位天文學家非常氣憤,說這有點像警察調查壹個警官的案子。誰會相信呢?爭論還沒有最終平息。
除了爭論,還有沖擊始祖鳥的“真憑實據”。1979年春末,新華社報道,據來自印度新德裏的消息(1979年4月),世界上最古老的鳥類化石在印度南部的安得拉邦被發現。據說這個消息是由印度(南方)地質調查局的領導斯沃米納斯提供的。他說,該標本是在阿迪拉巴德的Kota巖層中發現的,時代為中侏羅世(654.38+0.8億年前)。我們知道始祖鳥的時代是侏羅紀晚期(1.4億年前)。印度的新發現將鳥類的歷史向前推進了4000萬年,無疑具有重大的科學意義。由於只是新聞報道,很多細節(如標本是如何保存的,主要特征是什麽等。)都還是未知數,大家拭目以待,期待早日看到詳細的論文。然而過了很久,還是沒有消息。後來,當澳大利亞古鳥類學家P.V.Rich訪問中國時,作者問起了這件事。她說她也沒有見過這個標本,但是根據古鳥類學權威J.H.Ostrom的說法,這個標本保存得並不好。他補充說,播音員是地質學家,不是古生物學家。筆者理解,這意味著對產生化石的地層的認識是正確的,但化石的鑒定還有待證實。原來這是壹場“虛驚”,以後會不會卷土重來還是個未知數。
此外,還有更嚴重的事實。是1986,美國古生物學家宣布發現了比始祖鳥更早的鳥類化石。這塊化石是在1986年夏天由壹個由SankarChatterjee領導的野外團隊發現的,他是德克薩斯大學的古生物學家,位於該州西部的波斯特市附近。產生化石的地層距今約2.25億年(相當於三疊紀),比始祖鳥的早8500萬年。它是世界上已知最早的鳥類代表。後來有報道稱,新發現的鳥類化石包括至少兩個個體,壹只成年鳥和壹只雛鳥。成年個體大如烏鴉,牙齒在下頜前部,退化在後部。有壹條瘦骨嶙峋的長尾巴,手指上有爪子。但它有壹個中空的骨架,壹個叉骨(鳥類的鎖骨復合體),壹個胸骨狀的龍骨狀突起和壹個具有鳥類特征的頭骨。頭骨大,眼窩大。雖然沒有發現羽毛的印記,但在前肢的相關部位可以看到壹系列帶有飛羽的結節和凸起,說明發現了羽毛。骨盆和後肢強壯,被認為具有奔跑的能力。科學家推測,這種鳥可能不具備長距離飛行的能力。它可能只會在樹與樹之間或地下滑行,它強壯的後腿有助於它跳躍和下落。
從上述特征的簡單描述可以看出,新鳥標本的生存年齡早於始祖鳥,但比始祖鳥更進步。比如下顎後面的牙齒已經退化,有叉骨和龍骨狀突起。從整個骨骼結構來看,新鳥比始祖鳥更接近現代鳥類。有人說可能是現代鳥類的直系祖先,始祖鳥只是鳥類進化過程中的壹個旁支。在它之前,不僅有鳥,而且開始分化,有的已經走向了活禽。據此,將來可能會發現更多的早期鳥類化石。
鳥類新標本的發現者為他的鳥類化石建立了壹個新屬,命名為Protoavis,意為“原始鳥”。這樣看來,始祖鳥並不是鳥類的“祖先”。因此,筆者建議,今後在命名和翻譯新標本時,最好避免使用“祖先”、“第壹”等固定詞語,以免出現新情況時陷入被動。但不知什麽原因,美國的“原始鳥”至今未見正式論文,也未得到相關學者的認可。據說專家對標本鑒定還是有異議的。結果如何呢?我們拭目以待。
更有趣的是,據報道,1989年3月5日,壹名女中學生在朝鮮新義州的壹處建築工地上發現了兩塊始祖鳥化石。這壹消息是朝鮮考古學家在金日成綜合大學舉辦的學術研討會上宣布的。這塊化石被金日成主席命名為“朝鮮始祖鳥”,但沒有官方論文報道。據說含化石地層的年齡約為654.38+0.5億年前,應該是侏羅紀晚期,與德國始祖鳥同齡。
總之,科學在進步,關於始祖鳥的故事還在繼續。