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英國新研究 顛覆恐龍演化樹

2017/3/24 — 9:09

超過一個世紀以來,考古學家都以盆骨形態,將恐龍分門別類。但這個系統正受新假說挑戰,恐龍總目下的亞目將會整合,且恐龍起源或來自北半球而非主流學說的南美地區。

1887 年,英國考古學家 Harry Seeley (1839-1909) 宣佈將恐龍分為蜥臀目 (Saurischia)鳥臀目 (Ornithischia) ,並受廣泛接受。據這分類系統,劍龍與甲龍等較厚甲的恐龍為蜥臀目,草食性梁龍以及肉食性的暴龍則分為鳥臀目。

不過,劍橋地球科學系研究生 Matthew Baron 在畢業論文中分類其中一種鳥臀目恐龍時,無法將之正確分類到現有的演化樹上。其論文指導學者 David Norman 以及倫敦自然歷史博物館的 Paul Barrett 就鼓勵 Baron 以解剖學特徵將原本的分類系統顛覆。

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結果 Baron 在過去三年到全球博物館尋找標誌性恐龍化石,覆檢這些恐龍的 457 種解剖特徵,當中絕大部份化石是 2 億至 6,600 萬年前的恐龍,時間為三疊紀至恐龍滅絕前的白堊紀晚期,並利用名為 TNT 的電腦程式,分析 32 億種可能排法後,得出最有可能的新恐龍演化樹。而電腦演算只用了五分鐘就將 Baron 三年來的數據整合好。報告已在周三刊於《自然》期刊

Matthew Baron 提出的新恐龍演化樹。舊演化樹將獸腳亞目(紫色)與蜥臀目(綠色)歸為同一目,並將蜥臀目與鳥臀目分為兩個大目。
最左邊是時間軸; A 是所有恐龍誕生的時間, B 代表獸腳亞目與蜥臀目最後共同祖先出現之時, C 點則是鳥臀目與艾雷拉龍 (herrerasaurs) 最後共同祖先。 Credit: Baron, M. et al. (2017).

Matthew Baron 提出的新恐龍演化樹。舊演化樹將獸腳亞目(紫色)與蜥臀目(綠色)歸為同一目,並將蜥臀目與鳥臀目分為兩個大目。
最左邊是時間軸; A 是所有恐龍誕生的時間, B 代表獸腳亞目與蜥臀目最後共同祖先出現之時, C 點則是鳥臀目與艾雷拉龍 (herrerasaurs) 最後共同祖先。 Credit: Baron, M. et al. (2017).

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Baron, Norman 與 Barrett 認為鳥臀目與原為蜥臀目下的獸腳亞目 (theropods) 有極多相似之處,兩者應有一共同祖先;這說法早在 1867 年由英國著名生物學家 Thomas Huxley (1825-1895) 提出過,他認為兩者應被歸為同一組恐龍並稱為 Ornithoscelida —— Baron 現時也將恐龍分為蜥臀目與全新的 Ornithoscelida 兩個目。

雖然新分類系統未必會即時被學界接受,但相信其他學者將會因為所用的資料庫非常龐大,非常認真審視假說。

加州大學柏克萊分校的恐龍專家 Kevin Padian 認為,過去三十年考古學界有爆炸性發現,並發掘出更多新類型恐龍,牠們雖然經過天擇演化,但仍擁有源於恐龍祖先的特徵;這些特徵很多情況下都是因趨同演化 (convergent evolution) 出現,所以考古學家難以將新恐龍放到演化樹上。

趨同演化

趨同演化指,兩種不具親緣關係的動物長期生活在相同或相似的環境或生態系統,會因應需要發展出相同功能的器官的現象。

Baron 指,新恐龍的新特徵對其演化樹沒有特別影響,強調研究是三年來收集到的數據以及沒有對演化樹作任何前設而成。

如果 Baron 的演化樹正確,將會幫助考古學家更深入探討恐龍起源,因為一個品種越接近恐龍總目會帶更多初代恐龍特徵。 Baron 相信,最原始的恐龍是細小、兩足站立的雜食性動物,牠們的手也相對地大。由於三疊紀環境嚴峻,這些特徵都讓初期恐龍有生存優勢。

新演化樹亦推算恐龍於 2.47 億年出現,稍為早於之前學界估計的 2.3 億年,而牠們的起源也非出土了多種早期恐龍的南美。新分析指有些品種有機會與愛爾蘭出土的早期恐龍跳龍 (Saltopus elginesis) 有共同祖先。換句話說,恐龍有機會源自北半球,但現時的數據無法再從細分恐龍源於北半球哪個地區。

Norman 提醒,雖然新提出的恐龍演化樹有大量數據支持,不等於是完全正確,只不過是現今人類有的資料下,能做到最好的結果。

來源:
The New York Times, Shaking Up the Dinosaur Family Tree, 22 March 2017

報告:
Baron, M.G., Norman, D.B. & Barrett, P.M. (2017). A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution. Nature 543, 501–506. doi:10.1038/nature21700

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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