从龙到鸟，它们是怎么飞起来的？ 南古所专家研究发现，奥秘就藏在羽毛的分子结构中，近鸟龙化石，可见它前肢和后肢均长有长羽毛。
始孔子鸟化石 中科院南京地质古生物研究所供图
都说鸟儿是恐龙的后代，由带羽毛的恐龙演化而来。证据何在？恐龙的羽毛和鸟儿的羽毛，分子含量一致吗？羽毛又是如何一步步演化成现在这样的？
1月29日凌晨，由中科院南京地质古生物研究所泮燕红博士等完成的题为“羽毛分子演化的化石直接证据”的研究成果，在线刊登在《美国科学院院报》上。这项研究对比了侏罗纪、白垩纪、新生代三个时期的羽毛化石，研究人员发现，侏罗纪时期，以近鸟龙为代表的带毛恐龙会飞，但不能长距离飞行，它们羽毛的分子构成和现在鸟儿羽毛的分子构成不同。
最早的羽毛
只是一根根小茸毛
在空中自由飞翔的鸟儿，总是让人艳羡。而鸟儿之所以会飞，和它们有神奇的羽毛有关。
为了研究不同时期的鸟儿的羽毛，揭开鸟儿飞行的奥秘，泮燕红找到了4枚不同时期的带毛恐龙、鸟儿的化石。最久远的一枚来自辽宁建昌县大西山，这枚化石是距今约1.6亿年前的近鸟龙化石，近鸟龙是迄今发现的最早的带羽毛恐龙之一，长相奇特。第二枚化石来自热河生物群，是距今1.3亿年前的始孔子鸟，它有一双美丽的翅膀，长长的尾羽；第三枚化石，也是来自热河生物群，是距今1.25亿年前的燕鸟化石；第四枚化石来自西藏，是距今2000万年前的新生代鸟儿化石。
泮燕红介绍说，这四枚不同时代的化石，可以看出羽毛的演化过程。“其实，最早的羽毛并没有羽轴，只是一根根小茸毛；渐渐演变成一点为中心，向外辐射的样子；然后，有了羽轴。有了羽轴之后，一开始两边的羽毛分布是对称的，渐渐又变得不对称……”
“大量带羽毛恐龙化石的出现和解剖学的系统研究表明，羽毛的出现早于飞行功能的起源。”泮燕红对现代快报记者说，演化初期的羽毛很可能不是用于飞行。
飞行的奥秘藏在分子结构中
泮燕红对4枚化石进行了超微结构对比，并运用分子生物学方法，进一步探究了它们的羽毛结构。她们发现，现代鸟儿之所以会飞，飞得远主要是因为它们羽毛的分子结构是β-角蛋白。而距今1.6亿年前的近鸟龙羽毛，分子结构以α-角蛋白为主。“以近鸟龙为代表的会飞的恐龙，它们的飞羽主要由α-角蛋白构成，但同时还具有少量的β-角蛋白。”而距今1.3亿年的始孔子鸟、距今1.25亿年的燕鸟，它们的飞羽主要都是由β-角蛋白构成，这一点已经与现代鸟类一致。
“结果表明，越靠近现代的鸟类，飞羽中β-角蛋白含量越高。距今2000多万年前的鸟类飞羽化石，羽毛分子结构和现代的鸟类完全相同。”泮燕红解释说，β-角蛋白是一类非常特殊的蛋白，它非常小，只有近一百个氨基酸的序列组成。而α-角蛋白的二级结构是一个α螺旋。“结构不一样，决定了羽毛的灵活程度、活动性能。”现代的鸟儿，飞羽主要由β-角蛋白构成，这一结构蛋白赋予了鸟儿的羽毛柔韧性、弹性，使其能够适应飞行的需要。
泮燕红说：“从分子结构来看，从1.6亿年前的带毛恐龙到现代鸟儿，羽毛中，β-角蛋白的含量越来越高，飞翔得也越来越高，越来越远。”
最早的带毛恐龙究竟会不会飞？
那么，最早的带毛恐龙会飞吗？泮燕红说，从分子结构来看，侏罗纪时期，带毛的恐龙已经会飞了，但并不能长距离飞行。也就是说近鸟龙虽然长着大翅膀，但其实并不能在空中自由翱翔。
有的学者认为，以近鸟龙为代表的会飞的恐龙，它们可以从高处往低处滑行，也可以走着走着就扑腾飞一小会儿，但飞不高，飞不远。
泮燕红对现代快报记者介绍说，近鸟龙的羽毛与现代鸟儿羽毛结构不同，这是现代的鸟类可以翱翔在天空，而近鸟龙不能的最关键因素。“因为它主要是由α-角蛋白组成，就没有办法实现这样强有力的飞行功能。”
（来源：现代快报 编辑：陈茜）
