“在生物的进化过程中,恐龙灭绝了,那么,它有没有后代留下?”日前,在2025未来科学大奖新闻发布会现场,季强、徐星和周忠和因发现了鸟类起源于恐龙的化石证据获得“生命科学奖”。自1868年“鸟类起源于恐龙”的假说被提出以来,国际学界一直没有坚实的证据。如今,这个假说是如何转化为被广泛接受的科学理论,季强、徐星、周忠和用三十年的研究实践给了我们清晰的答案。

季强:跨界科研的敏锐与坚持
恐龙、古鸟类起源、古哺乳动物、古人类演化......季强跨界研究多个领域,他认为,当发现一块漂亮的化石,自己首先想到的是能不能解决一个重大的科学问题。季强的本行是做微体古生物研究,跨界到研究恐龙和古鸟类起源还是在1996年。
1996年,季强作为中国地质博物馆馆长参加第三十届国际地质大会时,一位来自辽宁的农民找到他。当他看到那块拥有短短的、纤维状结构的恐龙化石时,全身的“雷达”被瞬间开启。约莫有一米高,像是某种小型恐龙,嘴里长有锐利的牙齿,前肢细短,后肢长而粗壮,还有一条由五十多节尾椎组成的长尾巴。凭借多年对化石研究的敏感性,他觉得化石上的纤维状结构是过去全世界发现的恐龙化石里从来没见过的。是毛发还是羽毛?季强说道:“作为一位专业人员,首先要考虑的是这种皮肤衍生物的性质是什么。从逻辑分析的角度,我当时就认定它为原始羽毛。”
季强谈到,从演化的角度看,这种皮肤衍生物应该是现代鸟类羽毛的前身。“现代鸟类最原始的羽毛结构,我们称之为‘三元结构’,它有一个羽根,上面长着羽枝,羽枝上面长着羽小枝。但从演化的角度看,在一亿两千几百万年前,它要么是一元结构,要么就是二元结构。我们通过显微镜发现,它是从一个中心点一处一处发展出来的。于是,我们认证这应该就是原始羽毛。”
1996年,季强作为第一作者和同事姬书安在《中国地质》上发表了标题为《中国最早鸟类化石的发现及鸟类的起源》的文章。在文中,他把这块化石命名为“中华龙鸟”。他认为“中华龙鸟”比在德国发现的全世界最古老的鸟类“始祖鸟”更为古老,但遭到国际学界的质疑。虽然数年后,“中华龙鸟”被修正为美颌龙科恐龙,但这块带着羽毛的恐龙化石,改变了生命史叙事的轨迹,也引发了之后现代鸟类起源研究的大爆发。

“我认为从事科学研究最重要的有三点:第一,要积累知识,有开创性的思维;第二,要有独立的人格,要守得平、耐得富,耐得住孤独;第三,要有批判性思维,敢于质疑一切。”这是季强对科研之路的深刻体悟,而他的研究实践也印证了这些观点。他一直坚信自己的判断,竭力寻找更多化石证据。1997年,季强在辽西地区发现了第二只长羽毛的恐龙——原始祖鸟;1998年,季强和他的团队发现第三只长羽毛的恐龙——尾羽鸟。
“恐龙在演变的过程中逐渐脱离了爬行动物的范畴,从冷血动物变成了温血动物,所以它才能长出羽毛。”季强表示,恐龙和鸟是一家,近几年自己一直建议,应该把恐龙和鸟类合并成一个纲——恐龙纲。
徐星:从亿万年的岩石里寻找科学答案
戴着一顶黄色宽檐草帽、右手拿着地质锤、左手拿着化石,在2025未来科学大奖新闻发布会现场连线中,徐星正在云南省楚雄彝族自治州元谋县的山沟里考察,烈日下他向现场观众展示了身后云贵高原亿万年前的红色岩石,并介绍这里也是他研究恐龙与鸟类关系课题的第一篇文章的出处。

“关于‘恐龙变成鸟类’的假说,我的第一篇比较重要的研究文章发表于1998年《自然》杂志。那块化石来自云南省玉溪市峨山县,它既不是带羽毛的,也不是最激动人心的。但是,它为重建这个过程提供了重要信息。”徐星说道。那是一块仅十几厘米长的不完整的恐龙化石,呈现了一段不完整的下颌骨及牙齿。当徐星在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所办公室仔细观察后判断,这应该是一块镰刀龙类的化石标本,但标签上写着该化石属于侏罗纪早期。“如果这块化石真的属于镰刀龙类,那就相当于把时间从约1.2亿年前的白垩纪早期,提前到近2亿年前的侏罗纪早期。”
徐星经过翻阅资料以及与研究镰刀龙类的专家——美国华盛顿大学古生物学教授詹姆斯·克拉克讨论交流后,确认是镰刀龙类化石。“镰刀龙类化石将这类鸟类祖先类群的化石记录提前至侏罗纪时期,从时间的演化序列来看,‘恐龙变成鸟’这件事就更好解释了。”这一思路一定程度上解决了鸟类起源于恐龙这一假说的“时间难题”。
徐星认为研究“鸟类起源于恐龙”是一个系统性工作,带羽毛的恐龙化石只是作为论证的标签之一,除了带羽毛的恐龙化石,还有大量不同的恐龙化石研究都促进了人们了解恐龙变成鸟的过程。
从20世纪90年代开始,徐星几乎每年都和团队去野外考察,足迹遍布新疆、内蒙古、河北、山东、云南和湖南等地。2003年,徐星发现的前后肢分布类似鸟类羽毛的“顾氏小盗龙”登上了《自然》杂志,这个化石新物种成为鸟类飞行起源经历了四翼恐龙阶段的依据。2005年,徐星及其团队在内蒙古境内挖掘发现的二连巨盗龙是迄今发现最大体型的长羽毛恐龙,该发现被美国时代杂志评为“2007年世界十大科技突破 ”。如今,他是目前世界上发现并命名恐龙有效属种最多的科学家,被大家亲切地称为“恐龙院士”。
诸多荣誉在身的徐星在谈到此次成为未来科学大奖“生命科学奖”的获得者时说道:“我们更为这个学科感到高兴。未来科学大奖从名字上看是关于未来的,古生物学是研究过去历史的,好像从语言上讲不完全匹配,但这也证明了古生物学得到了越来越多公众和科学家的认可。科学的重要性不再单纯且简单地反映在它的实用价值,以及未来是否被应用在社会生产实践中。这是一个进步,反映了我们国家乃至整个世界对科学认识的变化。”
周忠和:在未解之谜中继续探索
“中国是世界上恐龙种类最多的国家,那么你知道我们国家哪一个省的恐龙种类最多吗?是辽宁省。”周忠和在专访中说道。辽宁省不止是众多古生物学家朝圣之地,也是热河生物群的核心区域。

1995年,周忠和同侯连海等人通报了对在辽宁西部一种原始鸟类的研究成果,并将其命名为孔子鸟,此后,他扎根于辽宁西部的热河生物群,围绕原始鸟类的化石研究,从孔子鸟到热河鸟,一直到全球最古老的鸟类之一,也是迄今唯一确切的侏罗纪鸟类——政和八闽鸟。他领衔的“热河生物群”课题组通过对热河生物群的深入研究,完成了对早期鸟类谱系的修订。
“徐星主要研究恐龙,我主要研究鸟类。”周忠和与徐星均是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员,提到对“鸟类起源于恐龙”这一科学理论的贡献,他自谦道:“徐星的贡献应该是最大的,他负责的是前半段,我主要负责后半段。”但实际上,在研究恐龙成为鸟的转化阶段过程中,研究学者之间的成就是很难区分的。2002年,周忠和所研究的热河鸟是恐龙向鸟类进化的重要过渡类型。
在由北京市科学技术协会牵头,联合北京广播电视台,北京市科学技术委员会、中关村科技园区管理委员会等共同出品的国内首档科学文化教育节目《大先生》第一期古生物篇中,周忠和带领未来团成员、小达尔文爱好者和小古生物迷前往中国科学院古脊椎动物与古人类研究所标本馆观察了这块过渡化石。“热和鸟在某种意义上就是一种半龙半鸟。”周忠和谈到起初修化石时将这块化石视为一种鸟,但在修理过程中发现它的尾巴有二十五六厘米长,翅膀上还能看到爪子,这让他感觉有点儿“毛骨悚然”。长的尾巴、有翅膀的爪子和嘴里的牙齿,原始的鸟类保存了很多恐龙祖先的特征。周忠和表示,这为“鸟类起源于恐龙”提供了全方位的证据。
除了科研,周忠和也热衷于科普工作,他认为,做科研要有求真、探索、质疑的科学精神,做科普也是同样的道理。科研是对自然科学的探索,科普更像是对社会科学范畴的探索。为了进行更深度的解读,内容更加科学严谨准确,就要多看文献,适当的科普可以帮助拓展视野。
如今,“鸟类起源于恐龙”虽然已经从假说转化为被广泛接受的科学理论,但科研探索的脚步仍然在继续。“究竟是哪一只恐龙和鸟的关系最近?”“鸟类是从哪里起源的?”周忠和表示,这其中还有很多缺失的环节,目前找到的化石证据只是当时生物的百分之一甚至千分之一。“接下来,我会继续开展科研工作,破解还未解开的答案,像热河生物群是如何保存下来这么多且完整、漂亮的鸟化石、恐龙化石的。这还需要我们和地质学家共同探索关于保存埋藏的机制问题。”
从1996年“中华龙鸟”化石的惊现,到“顾氏小盗龙” 印证四翼飞行阶段,再到热河生物群填补演化证据,季强、徐星、周忠和三位科学家三十年的坚守,将“鸟类起源于恐龙”的假说转化为坚实的科学理论。但科学的探索永无止境 ——那些尚未被发现的化石、待解的埋藏机制,仍在等待新的突破。或许未来某一天,当我们仰望天空中的飞鸟时,能更清晰地读懂它们翅膀上承载的亿年演化密码,而这背后,镌刻着探索者对生命演化的执着追求。
来源:北京市科协融媒体中心