一名參觀者在美國恐龍特展上觀看華麗羽王龍模型。
2019年01月31日
曾為「地球霸主」的恐龍被認為是鳥類的祖先，但仍欠缺證明。大陸中科院南京地質古生物研究所29日研究指出，恐龍起初的羽毛為了取暖或防衛，能夠短暫飛行，並不具備現今鳥類的完美飛行能力，但經過繁瑣的演化後，不善飛行的恐龍演化成了會飛的鳥。
南古所博士泮燕紅、中科院古脊椎動物與古人類研究所院士周忠和、臨沂大學教授鄭曉廷，以及美國北卡羅來納州立大學教授史懷哲（Mary Schweitzer）及其團隊成員，共同發布論文《羽毛分子演化的化石直接證據》，29日在《美國科學院院報》（PNAS）上線，為原始鳥類的羽毛演化，提供分子生物學的證據。
鳥羽毛由β-角蛋白組成
2.3億年前的恐龍曾在地球稱霸，直到6500萬年前突然消失。如今，現代鳥類被認為是恐龍後代，但如何從爬行動物演變成飛行動物，這之中的空白仍需研究發現。
研究團隊為解開這未解之謎，利用超微結構檢測技術、原位元素分析和免疫學等多種現代研究方法，將距今約1.6億年前的侏羅紀「近鳥龍」與現代雞進行對比。
研究指出，現代鳥類的羽毛9成以上由β-角蛋白組成，此結構蛋白直徑只有3奈米左右，具有韌性、彈性和強度，讓鳥類能夠適應飛行；但近鳥龍化石的飛羽雖然也有少量β-角蛋白，主要結構卻是由α-角蛋白構成。
飛羽化石結構同現代鳥
研究顯示，α-角蛋白的纖維直徑通常有8至10奈米，比β-角蛋白更粗，結構也更軟，活動性也較差；因此，近鳥龍可能具有一定飛行能力，但無法支撐與現代鳥類一樣的飛行。
泮燕紅的團隊還進一步分析1.3億年前始孔子鳥、1.25億年前燕鳥等大陸中生代原始鳥類。研究表明，越接近現代的鳥類β-角蛋白含量越高；距今約2000多萬年前的新生代鳥類，飛羽化石的羽毛分子結構已與現代鳥類完全相同。
從近鳥龍羽毛的蛋白分子結構可發現，恐龍早期的羽毛與飛行無關，只是為了取暖或防禦，但經過複雜的改變過程後，逐漸將不適於飛行的羽毛轉化，變成現代鳥類羽毛。
過去生物在形成化石的過程中，有機分子會隨著時間被破壞。但隨著現今技術逐漸演進，越來越多研究發現分子化石。研究指出，角蛋白由於特殊的分子結構，因此與其他多數的蛋白相比，更具有埋藏潛力，不容易被破壞。
該研究團隊過去也曾發現，在距今1.3億年前的孔子鳥羽毛化石中，經掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）觀察，結合免疫螢光、免疫電子顯微鏡等生化方法，以及超高分辨率的元素能譜分析，同時與現代雞的羽毛進行比對，證實其中含有殘留的β-角蛋白與色素，將β-角蛋白能夠保存的時代又往前推5000萬年。
29日的研究成果，就是相關研究的最新進展。相關研究工作都獲得大陸中科院、大陸國家自然科學基金委等的支持。
小靈通 有羽毛恐龍
即是具有毛狀衍生物和羽毛的恐龍，可能是獸腳類恐龍，甚至是整個恐龍界普遍的特徵。雖然有羽毛恐龍的化石僅發現於少數地區，但當時可能全球都出現有羽毛恐龍。目前只找到少量有羽毛痕跡的恐龍，一個原因是在化石化的過程中，皮膚與羽毛等皮膚衍生物部分較難被保留；另一個原因是研究方法仍不完善，未來隨著新方法出現，可能將重新發現恐龍羽毛痕跡。（賴志昶）
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