東西問｜龍年說龍，億萬年前陸、海、空這三種龍有何奧秘？

　　中新社記者：孫自法

　　2024年是中華民族傳統(tǒng)的龍年。龍年的龍與億萬年前曾雄霸地球陸地、天空、海洋的已絕滅的恐龍、翼龍、魚龍等有何關聯(lián)？其化石發(fā)現(xiàn)及分布情況怎樣？相關研究揭曉了多少奧秘？還有哪些未解之謎？

　　龍年新春之際，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(古脊椎所)三位古生物學家徐星院士、汪筱林研究員、李淳研究員接受中新社“東西問”專訪，分別就恐龍、翼龍、魚龍等研究進行科普解讀。

　　他們強調(diào)，除了名字都含有“龍”之外，龍年的龍與遠古地質(zhì)時期中生代分別為陸地、天空、海洋霸主的恐龍、翼龍、魚龍等并無關系。他們希望以龍年里“龍”話題備受矚目為契機，人們能更多關注恐龍、翼龍、魚龍等古生物的基礎研究，關注漫長歷史長河中地球的環(huán)境變化、生態(tài)演化及其對地球與人類未來的影響。

　　現(xiàn)將訪談實錄摘要如下：

　　中新社記者：目前研究所知，中生代的恐龍、翼龍、魚龍等分別是什么樣的動物？它們的屬種分類和化石分布情況如何？

　　徐星：恐龍是中生代一類主要生活在陸地上的爬行動物，科學家在1677年首次發(fā)現(xiàn)恐龍化石時，就意識到恐龍體型非常大(當然后來也發(fā)現(xiàn)有小恐龍)，1842年命名恐龍時，其原意為“恐怖的蜥蜴”，指代它們是一類和現(xiàn)代生物很不一樣的巨大的爬行動物。

　　恐龍化石在全球主要大陸都有分布和發(fā)現(xiàn)，比較多的國家包括北美的美國、加拿大，南美的阿根廷，亞洲的中國、蒙古國，非洲的坦桑尼亞、南非以及馬達加斯加等。目前，全球已取名的恐龍物種約有2000種，當中有1000多種可以確認，其他則存在爭議。中國已命名恐龍300多種，其中約四分之一也可能有爭議。從恐龍物種數(shù)量上看，中國排名世界第一。

　　汪筱林：翼龍是一類非常奇特和神秘的飛行爬行動物，也是最早主動飛向藍天的脊椎動物。翼龍不是會飛的恐龍，兩者屬于不同的分類單元，但親緣關系很近，相當于人類的“表親”。

　　地球上主動飛行的脊椎動物，目前所知僅翼龍、鳥類和蝙蝠三種。翼龍最早飛上藍天，也是三者中唯一已絕滅的，它們纖細中空的骨骼非常相似，但在形態(tài)結(jié)構(gòu)上差別又非常大。

　　科學家自1784年起就開始研究翼龍化石，但直到100年之后才有了基本認識，且仍有一些爭議。翼龍因為飛行需要而骨骼細長中空，這使得在全世界范圍內(nèi)，翼龍化石因很難保存而非常稀少，且大多不完整。目前翼龍化石發(fā)現(xiàn)主要分布于中國、德國、意大利、英國、哈薩克斯坦、美國和巴西等，正式命名屬種約200多種，中國的發(fā)現(xiàn)超過四分之一，應該是世界上發(fā)現(xiàn)翼龍最多的國家。

　　李淳：中生代命名為龍的海生爬行動物，主要包括魚龍目、鰭龍目以及很小類群的海龍目和原龍目、主龍目的一部分。正如翼龍不是天上飛的恐龍，魚龍也不是水里游的恐龍，而是一類海生爬行動物。

　　中生代時期海生爬行動物較多，最大的類群是魚龍目和鰭龍目。根據(jù)目前的研究認知，它們終生在海洋中生活，繁殖、生育過程都在海里完成，如同現(xiàn)在的哺乳動物鯨。

　　全球魚龍和鰭龍等化石主要分布在三處：第一處是歐洲以阿爾卑斯山為核心，往南、往西都有所擴散；第二處是中國西南以云貴兩省為核心的地區(qū)，湖北、安徽、西藏等地也有；第三處地點是北美西海岸落基山脈一帶。

　　魚龍、鰭龍等化石屬種大都根據(jù)形態(tài)命名，目前全世界大概有100多種，中國有幾十種。

　　中新社記者：迄今為止，恐龍、翼龍、魚龍等研究已揭曉哪些奧秘？代表性成果是什么？

　　徐星：首先，科學家意識到并研究確認恐龍這樣一類動物在地球上曾存在，這是恐龍研究最重要的基礎。其次，古生物學界提出恐龍溫血論，是內(nèi)溫動物，跟現(xiàn)生鳥類、爬行動物更像。第三，關于白堊紀恐龍大絕滅的問題，現(xiàn)在學界一般認為，恐龍滅絕的主要原因是小行星撞擊地球，同時期地球上的火山活動也起到一定輔助作用。

　　此外，科學家意識到恐龍和鳥類的親緣關系，恐龍演化成鳥類的假說，現(xiàn)已成為古生物界的主流假說。圍繞恐龍如何演變成鳥的問題，從20世紀90年代開始，中國帶羽毛的恐龍化石發(fā)現(xiàn)作出了最大貢獻，一方面展現(xiàn)羽毛如何從恐龍身上演化而來，另一方面也揭示恐龍怎樣演化出飛行能力。

　　汪筱林：中國有很多重要的翼龍化石產(chǎn)地，遼西周邊地區(qū)的熱河生物群、燕遼生物群和新疆都發(fā)現(xiàn)大量保存完整精美的翼龍化石。哈密“翼龍伊甸園”發(fā)現(xiàn)后，研究認為在大約1.2億年-1.3億年前的早白堊世，現(xiàn)在位于天山南北的哈密和烏爾禾地區(qū)都是湖泊，翼龍在湖邊群居生活，飛翔、捕魚、產(chǎn)蛋，繁衍生息。

　　哈密戈壁雅丹地層有多層翼龍化石富集層，代表當時大型湖泊環(huán)境曾發(fā)生多次災難性風暴事件導致翼龍集群死亡，推測每層都有數(shù)千萬翼龍個體。哈密“翼龍伊甸園”還發(fā)現(xiàn)共生的大型蜥腳類恐龍化石，以及獸腳類恐龍的牙齒和足跡等化石，既增加哈密翼龍動物群的多樣性，也增加了中國早白堊世蜥腳類恐龍的多樣性和地理分布。

　　除了哈密“翼龍伊甸園”發(fā)現(xiàn)大量雌雄哈密翼龍，以及世界上首次發(fā)現(xiàn)的三維立體保存的翼龍蛋和胚胎等系列研究取得重要進展之外，在熱河生物群還發(fā)現(xiàn)世界上第一枚翼龍蛋與胚胎化石、世界上最小翼龍“隱居森林翼龍”、翼龍演化的關鍵一環(huán)“悟空翼龍”等。此外，近兩年的研究成果中，還包括提出熱河生物群“華北克拉通翼龍”的新觀點、以“友好美麗飛龍”的命名紀念中巴科學家友好合作20年等。

　　李淳：已有研究表明，魚龍是卵胎生，這和哺乳動物的胎生機制以及恐龍和翼龍下蛋都不一樣，魚龍不下蛋，它的蛋是直接在肚子里孵化，生出來就是小魚龍。

　　半個多世紀前，老一輩科學家在青藏科考中發(fā)現(xiàn)了“喜馬拉雅魚龍”化石材料。在此基礎上，2023年，中國科學院古脊椎所青藏科考隊在青藏高原三疊紀地層中再次發(fā)現(xiàn)并確認了喜馬拉雅魚龍化石。

　　中新社記者：在恐龍、翼龍、魚龍等研究領域，中國和中國科學家作出哪些重要貢獻？

　　徐星：羽毛和飛行是鳥類最重要的兩個特征，在中國最早和發(fā)現(xiàn)最多的帶羽毛恐龍化石，對恐龍到鳥的演化研究作出非常重要的貢獻。

　　中國恐龍化石發(fā)現(xiàn)數(shù)量很多，按物種排名世界第一。雖然在三疊紀恐龍早期演化階段，中國目前僅發(fā)現(xiàn)零散的恐龍足印化石，明確的恐龍骨骼化石尚未發(fā)現(xiàn)，但中國侏羅紀和白堊紀恐龍化石的集中和大量發(fā)現(xiàn)，對恐龍的崛起、繁盛以及如何演化成鳥類等研究作出很大貢獻。除了恐龍演化為鳥，恐龍中角龍家族的早期化石基本都是在中國發(fā)現(xiàn)的，劍龍家族最早成員有一部分也是在中國發(fā)現(xiàn)。

　　概括而言，最近二三十年來，尤其是帶羽毛恐龍化石等一系列重要發(fā)現(xiàn)與研究，使中國毫無疑問成為世界恐龍研究的中心地區(qū)之一，也可以說是最重要的地區(qū)。

　　汪筱林：近些年來，中國大量翼龍化石的發(fā)現(xiàn)和研究備受關注，特別是新疆哈密白堊紀“翼龍伊甸園”——迄今所知世界上分布面積最大、最富集翼龍化石產(chǎn)地的發(fā)現(xiàn)和研究，讓學界對翼龍有了更多了解。同時，全球首次發(fā)現(xiàn)翼龍蛋與胚胎以及三維保存翼龍蛋和胚胎等，為全面了解翼龍的生殖、生長發(fā)育等提供了重要化石證據(jù)。這些被認為是翼龍研究200多年來最重要和激動人心的發(fā)現(xiàn)之一，助力解開翼龍演化的一些謎團。

　　中國科學家還發(fā)現(xiàn)，翼龍身上是長毛的，早期毛狀結(jié)構(gòu)和恐龍身上的原始羽毛很相似，旨在散熱保暖�，F(xiàn)生爬行動物大都是冷血變溫動物，大部分科學家認為翼龍是熱血的恒溫動物，就像鳥和人一樣具有恒定的體溫，保障其飛翔不受外界氣候環(huán)境變化的太大影響。此外，研究發(fā)現(xiàn)翼龍主要吃魚，以此獲得足夠營養(yǎng)從而翱翔藍天。

　　李淳：全球海生爬行動物群有三個主要地理區(qū)域，中國區(qū)域后來居上，目前發(fā)現(xiàn)化石材料、屬種最豐富。21世紀以來，中國區(qū)域爆發(fā)性地發(fā)現(xiàn)了大量海生爬行動物化石，包括許多新門類、新屬種，化石數(shù)量和種類超越歐美兩個地區(qū)。

　　其中，喜馬拉雅魚龍化石的新發(fā)現(xiàn)，對了解青藏高原環(huán)境變遷具有重要意義和深遠影響。

　　中新社記者：恐龍、翼龍、魚龍等研究還有哪些未解之謎？這些基礎研究對當今和未來的人類世界有何借鑒意義？

　　徐星：恐龍的未解之謎，或是后續(xù)研究的關注點主要有：一部分恐龍為什么巨型化生長；恐龍變成鳥類過程中最早的羽毛什么時候出現(xiàn)，羽毛分布涵蓋多大范圍；恐龍演化出飛行能力，是單起源還是多起源；恐龍不像典型的爬行動物，更像內(nèi)溫動物，從生理角度恐龍到底是一類什么樣的生物；恐龍如何成為地球的統(tǒng)治性動物類群。

　　生物演化研究必須開展全球性對比，恐龍研究從一開始就是一個國際化的學科，破解未解之謎必須通過國際合作來進行。最近中國和南非、阿根廷以及北美的科學家在探討共同推出恐龍合作的國際大科學計劃。另外，應用大數(shù)據(jù)、人工智能等啟動實施深時數(shù)字地球(DDE)計劃，推動地球歷史中的數(shù)據(jù)、認知實現(xiàn)網(wǎng)上共享，既可推動全球性恐龍研究合作，也可更好面向公眾做科普。

　　恐龍等古生物研究的意義與影響，至少包含兩個層面：一是基礎科學本身，人類受好奇心驅(qū)動，想了解大自然、宇宙的奧妙；二是“以史為鑒、以史為鏡”，研究歷史時期生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)變化等，對人類和地球未來發(fā)展可以提供一些借鑒與參考。

　　汪筱林：翼龍還有很多未解之謎，亟需中外古生物學家通力合作開展研究，除了翼龍化石形態(tài)學等宏觀研究，還要更多借助新的技術方法進行更精細的顯微結(jié)構(gòu)研究，如通過翼龍蛋和胚胎、毛狀結(jié)構(gòu)等深入研究，揭秘翼龍生殖、胚胎和個體發(fā)育以及整個類群演化過程等。

　　哈密戈壁野外科考和研究過程中還發(fā)現(xiàn)一些待解謎團，比如：我們認為翼龍吃魚，但目前為止，哈密“翼龍伊甸園”尚未發(fā)現(xiàn)一件魚的化石，鱗片、椎體都沒有；我們發(fā)現(xiàn)哈密翼龍和遼西熱河生物群一些翼龍類群的親緣關系更近，反而與地理上更近的準噶爾翼龍的關系比較遠。

　　此外，中國的翼龍化石組合與巴西非常相似，通過各大陸之間翼龍化石對比研究，將有望揭示中生代翼龍在世界范圍內(nèi)的古地理分布，以及如何遷徙擴散和交流。

　　李淳：個人感覺魚龍等海生爬行動物研究迄今尚未破解“實質(zhì)性”謎團，未來需通過更多確鑿的化石證據(jù)逐步研究揭秘，主要研究內(nèi)容包括：魚龍、鰭龍等什么時候起源、與哪些類群親緣關系最近；魚龍是冷血還是熱血，在海洋里怎么保存體溫，運動和身體各種機能如何調(diào)節(jié)等。這一系列問題，應該都是未來研究方向。

　　至于相關研究的現(xiàn)實意義，就是提醒我們要珍惜當下每一天，與地球演化史相比，生命在自然界中顯得微不足道，地史上曾經(jīng)發(fā)生多次生物大滅絕，令人感知到地球奧秘無窮、人類渺小、生命短暫。

　　受訪者簡介：

　　徐星，中國科學院院士、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員，長期致力于恐龍演化、恐龍類群研究，累計發(fā)表論文300余篇，并入選“新世紀百千萬人才工程”國家級人選、“國家高層次人才特殊支持計劃”第一批百千萬工程領軍人才。他是目前世界上發(fā)現(xiàn)并命名恐龍最多的科學家，因此被譽為“恐龍院士”，也被稱為世界恐龍研究界的“中國星”。

　　汪筱林，巴西科學院通訊院士，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員、中國科學院大學教授、博士生導師，國家杰出青年基金獲得者；中國古生物學會和古脊椎動物學會常務理事、中國科普作家協(xié)會常務理事及科學與影視融合專委會主任委員、國家古生物化石專家委員會委員。主要從事翼龍、恐龍、恐龍蛋等化石及其相關地質(zhì)學研究，主持數(shù)十次大型野外科考和化石發(fā)掘；成果入選中國科學十大進展新聞、中國古生物學十大進展等，曾獲中國科學院科技成就獎、國家自然科學二等獎及中國科學院科普工作先進個人、楊鐘健科學傳播獎等。

　　李淳，主要從事中國三疊紀海生爬行動物化石研究的青年科學家，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員，多次赴貴州、云南、湖北、廣西以及西藏等地實地考察，迄今已發(fā)現(xiàn)關嶺動物群重要化石地點60余個，采集三疊紀海洋爬行動物化石200余件，建立世界上此類標本最為完備和精美的收藏。1999年至今，他多次主持國家自然科學基金項目和中國科學院重大方向性項目，發(fā)表論文50余篇，獲得中國科學院盧嘉錫青年人才獎、中國古生物學會青年古生物學獎、楊鐘健科學傳播獎、中國地質(zhì)學會年度十大科技成果等獎項。

　　(中新社微信公眾號)