小学生科学知识精选（在线免费阅读）

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“美化了的爬行动物”

──始祖鸟

（编者提示：人教版第十二册 第九课 动物的进化） 　　1861年，德国巴伐利亚省索伦霍芬上侏罗统石灰岩（即侏罗纪晚期形成的石灰岩地层）里发现了一具年代最为古老的鸟类化石，不仅骨骼得以保存，而且还有羽毛的痕迹，它被命名为始祖鸟。从那以后，至今在索伦霍芬共有7具始祖鸟化石出土。 　　始祖鸟大小如乌鸦。它保留了爬行类的许多特征：例如嘴里有牙齿，而不是形成现代鸟类那样的角质喙；有一条由21节尾椎组成的长尾巴；前肢三块掌骨彼此分离，没有愈合成腕掌骨，指端有爪；骨骼内部还没有气窝；等等。但是另一方面，它已经具有羽毛，而且已经有了初级飞羽、次级飞羽、尾羽以及复羽的分化，这可都是鸟类的特征。此外，它在一些骨骼形态上也表现出其它的一些鸟类特征或过渡特征，如它的第三掌骨已经与腕骨愈合，但第二和第一掌骨则尚未愈合，因此一些科学家认为这正反映了鸟类掌骨都愈合成腕掌骨的开始。正是因为鸟类特征是在爬行类的特征基础之上进化、发展起来的，所以有人将鸟类戏称是“美化了的爬行动物”。 　　也正是因为始祖鸟骨骼结构与一种被称为虚骨龙的小型肉食性兽脚类恐龙十分相似，早就有人认为鸟类起源于虚骨龙类，并且推测鸟类的高代谢水平是从那些恐龙中继承来的，也就是说某些小型的肉食性恐龙可能已经是恒温动物了。更有人推测羽毛的开始发展不一定与飞行有关，它在原始的兽脚类恐龙中可能已经普遍存在。 　　从始祖鸟保留下来的一系列与爬行动物相似的特征可以看出，它适应飞行的各方面构造还很不完善，所以推测它大概还只能在低空滑翔。那么，始祖鸟是怎么从陆地行走变成在天空滑翔呢？科学家对此有两种意见。 　　一种意见认为它原来是一种善于奔跑的动物。从奔跑开始，在奔跑中用前肢来拍打空气以加快速度，这时候前肢上由鳞片变成的原始羽毛的变异类型在适应这种习性的过程中逐渐得到完善，最终发展出带羽毛的翅膀，由翅膀扑动而开始离开地面到空中滑翔。这种理论称为鸟类飞行起源的“奔跑说”。 　　另一种意见认为，始祖鸟原来是树栖的，在树上利用带羽毛的翅膀滑翔是一种有利的活动方式，这使前肢上由鳞片变成的原始羽毛的变异类型获得了更多的生存和繁殖的机会，最后终于发展成带羽毛的翅膀而获得飞行能力。这种理论称为鸟类飞行起源的“树栖说”。 　　后来，根据第5块始祖鸟的标本来看，它不但翅膀上有爪，后趾末端也有尖利而弯曲的爪。这种爪对奔走不利，而对攀缘树枝有利。这似乎支持了树栖说。

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恐龙的后代生存到了今天赫婿黎最先提出：鸟类起源于恐龙








（编者提示：人教版第十二册 第九课 动物的进化）
    鸟类是恐龙的后代这一观点，最早是由被称为“达尔文的猎犬”的进化论的坚决捍卫者赫婿黎在100多年前提出来的。
　　赫婿黎于1825年生于英国。由于家境较为贫困，他只在8岁到10岁之间受过两年正式教育。他成为科学家几乎完全是靠刻苦的自学。他曾长期地乘船到国外的许多地方旅行，在旅行中发展了自己的才能，成为一名博物学家。他的工作异常惊人，一生撰写了150多篇研究论文，其内容相当广泛，涉及动物学、古生物学、地质学、人类学和植物学等各个领域。他还编写了10种科学教科书、论文集，发表了许多关于教育、宗教和伦理学方面的争论性文章。

　　在1868年的一次皇家学会特别通俗讲座中，为了说明设计进化论的一些古生物学问题，赫婿黎阐明了他的观点：如果各种动物都是来自同一祖先，那么在鱼类和爬行动物、爬行动物与哺乳动物等这样的纲之间一定有很大的空白。他解释说，肯定曾经存在过一些承上启下的环节填补在这些空白里，但是由于他们绝灭了，所以在现代生物中就没有了。但是一些古生物化石却能够起到填补空白的作用。例如，在爬行动物和鸟类之间看来是有一个大空白，但在德国巴伐利亚的索伦霍芬发现的始祖鸟就确实是一种生活在侏罗纪时代的半爬行动物半鸟类：它有羽毛，但又有牙齿，有很长的尾椎骨和指。由于鸟类是用后肢跳跃和行走的，而当时所知道的直立的禽龙以及与它同源的动物的两条后肢“惊人地近似”于鸟类，这为赫婿黎提供了鸟类祖先的第一条线索。在巴伐利亚板岩矿床发现的与始祖鸟生活在一起的小小的美腭龙，身长只有150厘米左右，后肢又细又长，外观、大小和形态更接近早期的鸟类，因此自然地被认为与鸟类有亲缘关系。

　　赫婿黎还讨论了有关发现于美国康涅狄克州和马萨诸塞州的三叠纪新红砂岩层中的“鸟”的脚印的问题。那些脚印化石是在康涅狄克河的一段切割河谷中发现的，是一些大大小小的三趾和四趾的两足行走动物留下的，当时的许多学者都认为它们是各种鸟类的脚印，最早的发现者希契科克把它们取名叫“鸟印石”。

　　赫婿黎认为，较小的脚印是鸟类留下的，但很多遗迹（特别是巨大的三趾印痕）是恐龙的足迹。而且，正是因为人们很容易把这些鸟类和两足行走的恐龙的足迹搞混，也就使得鸟类和恐龙类之间的相似性更加突出了。

　　现在我们知道，所有那些脚印都是远古时代的爬行动物和两栖动物留下的，当时鸟类还没有出现呢。但是就当时人类的知识水平而言，赫婿黎能够由这些脚印而推测出鸟类与恐龙有亲缘关系，这是他把古生物学引向成为进化论佐证的一个重大成果。

摘自中国科普网

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中国科学家发现会爬树的恐龙

（编者提示：人教版第十二册 第九课 动物的进化） 　　2000年12月7日出版的英国权威科学期刊《自然》杂志上刊登了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的青年科学家徐星、周忠和和汪莜林发表的科学论文，将他们最新发现的世界上最小的兽脚类恐龙——小盗龙公诸于世。 中国古动物馆 鹦鹉嘴龙 　　长期以来受各种传媒的影响，在一般公众的心目中恐龙都是一些庞然大物。然而，科学家早就发现了许多种小型的恐龙。中国古动物馆中展出的鹦鹉嘴龙就是一例，其身长不超过1米。不过，以前发现的所有成年恐龙的个体都大于世界上最原始的鸟类——始祖鸟。这次，中国科学家终于发现了成年个体比始祖鸟还要小的恐龙，其身长不超过40厘米。这种被命名为小盗龙的“侏儒恐龙”在分类上属于池龙科，和著名电影《侏罗纪公园》里表现的迅猛龙是近亲。 始祖鸟 　　更有意思的是，徐星等科学家通过对小盗龙后脚骨骼结构的研究，发现小盗龙不仅能够与其他的小型兽脚类恐龙一样善于奔跑，而且它还具有爬树的本领，因此它可能具有两栖的习性。这一发现第一次为鸟类飞行能力起源的树栖学说提供了重要佐证。 　　回顾近几十年来的研究历史，尽管越来越多的古生物学家已经支持鸟类从恐龙中起源的学说，但是有关鸟类飞行能力起源的争论却一直很激烈。由于一般认为兽脚类恐龙都是生活在陆地上的善于奔跑的动物，因而多数支持鸟类从恐龙中起源的学说的学者也都支持鸟类飞行能力起源于奔跑过程的理论。但是也有一些科学家则支持鸟类飞行能力起源的树栖学说。 小盗龙 　　美国德克萨斯理工学院的科学家Chatterjee和俄亥俄大学的科学家Witmer就认为，鸟类可能是由一种生活在树上的小型兽脚类恐龙演化来的。他们认为，某种原来在地面上奔跑的小型兽脚类恐龙由于某种原因转移到了树上生活。然后，这种兽脚类恐龙在树栖生活中逐步发展了在树枝间或向地面滑翔的能力，直到最后进化成了具备主动振翅飞行能力的原始鸟类。 　　然而在以前，这一假说并没有得到充分的注意，主要原因就是没有化石证据。过去已知的那些与鸟类在系统关系上接近的小型兽脚类恐龙都是生活在地面上的动物，它们的骨骼结构特点只表明它们具有很强的奔跑能力。尽管Chatterjee等人认为迅猛龙等池龙类恐龙可能会爬树，但是并没有发现其骨骼形态方面的强有力的证据。 　　这一次，徐星等人研究了小恐龙脚趾位置、趾节长度和末端趾节的形态，并与典型的地栖恐龙、地栖鸟类和树栖鸟类进行了对比，发现小盗龙与多数兽脚类恐龙显著不同，后脚具有明显的树栖特征。对比中他们还发现，不仅小盗龙具有树栖特征，而且它的近亲——即其它的驰龙类的后脚结构显然也发生了变化。这些发现表明，小型的兽脚类恐龙并不是像人们在过去想象的那样只具备奔跑能力，有些小型兽脚类恐龙已经具备了爬树的能力。因此，小型兽脚类恐龙的生活习性肯定不会像过去认为的那么简单，一些传统的兽脚类恐龙的生态复员图恐怕都必须重新描绘了。 　　到目前为止，小盗龙是在形态上最接近鸟类的恐龙，它的发现为科学家了解兽脚类恐龙向鸟类进化提供了重要信息。此外，小盗龙的研究还澄清了不久前发生在古生物学史上的一个巨大错误。徐星等人正是通过研究小盗龙而找到了确凿的证据，表明曾经轰动一时的“辽宁古盗鸟”实际上是一件伪造的标本。徐星曾经在2000年3月出版的美国《国家地理》杂志上发表过短文指出“辽宁古盗鸟”的错误。这一次，徐星等人在《自然》杂志里又第一次在学术论文中纠正了这一错误。 摘自中国科普网

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加拿大发现了世界上第12条霸王龙骨架

（编者提示：人教版第十二册 第九课 动物的进化） 　　霸王龙是恐龙家族中最吸引人、震撼人的一种生活在白垩纪晚期的大型食肉恐龙，也是科学家了解得最多、讨论得最热烈的恐龙之一。之所以如此，除了它本身作为地球上曾经出现过的最大的陆生食肉动物之外，主要原因是它已经有11条近于完整的化石骨架被发现，科学家能够通过这些标本得到重要而且较为全面的科学信息和依据。 　　最近，在加拿大萨斯喀彻温西南部的一条河谷里，加拿大皇家萨斯喀彻温博物馆的科学家又发现了世界上第12条几乎完整的霸王龙化石骨架。这条新发现的骨架包括有大部分头骨、下颌骨、牙齿、贯穿身体前端至尾巴末端的脊椎骨、腰带和一条后腿骨。虽然这并不是最完整的一条霸王龙化石骨架，也不是最早发现的霸王龙化石骨架，但是它含有过去发现的霸王龙骨架中缺失的骨骼部分，从而为科学家更加全面地认识霸王龙提供了可靠的依据。 　　萨斯喀彻温发现的这条霸王龙从头至尾长达15米，是一种瘦小而灵巧的纤细型霸王龙。它那硕长的身体使得一些科学家认为它应该是雄性的霸王龙，不过即使在雄性的霸王龙之中，这条新发现的霸王龙也算是个体比较大型的了。 摘自中国科普网

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恐龙心脏化石的发现

（编者提示：人教版第十二册 第九课 动物的进化） 　　世界上最为权威的两大科学杂志之一，美国的《科学》杂志在今年的4月21日刊登了美国北卡罗莱纳大学古生物学家罗素教授等人的一篇科研论文，报道了他们最新发现并研究的一种两足行走的小型素食恐龙——属于鸟脚亚目的奇异龙的心脏化石。 恐龙心脏化石 　　罗素教授领导的研究小组利用CT扫描技术探究了这个化石心脏的3D构造，发现奇异龙的心脏有两个心室和两个心房，这种心脏结构与鸟类和哺乳动物的心脏结构相似，而不同于乌龟、蜥蜴等爬行动物。由此推测，奇异龙具有与鸟类和哺乳动物一样的生理机能。罗素教授因此肯定地认为，恐龙是一类具有高的新陈代谢水平、温血的活跃动物。 　　有关恐龙的生理机能特性自从在20世纪70年代被重新重视以后，经历了一场长达10年之久的激烈争论。争论的焦点是，恐龙到底是一群呆头呆脑、行动迟缓的冷血动物（也称为变温动物）还是一群新陈代谢率高、动作敏捷的温血动物（又称为恒温动物）。 　　认为恐龙是温血动物的阵营中的主将是耶鲁大学的巴克博士，他的主要依据有三点。首先，所有的恐龙都是腿部直立地“站在”地面上的，这不同于其它那些冷血的爬行动物四肢趴伏在地面上；其次，恐龙骨骼中的骨组织构造与温血的哺乳动物的骨组织构造相类似；第三，在现代的生态系统中（例如非洲草原），捕食者（例如狮子）与被捕食者（例如羚羊）之间的比值是一个常数，对北美洲恐龙动物群的统计显示其中捕食者和被捕食者之间的比例与这个常数近似。 　　仍然认为恐龙是冷血动物的反对派也提出了他们的依据。首先，直立不能成为温血理由，因为鲸类、海豹等海生哺乳动物并不是直立的，但是它们却都是温血动物；其次，有些海龟的骨组织构造也与哺乳动物的骨组织构造类似，但却是冷血动物；第三，巴克所做的有关北美洲恐龙动物群中捕食者和被捕食者比例的统计有随意性，因此得出的常数并不准确。 　　现在，恐龙心脏化石的发现证实了巴克博士的论断。这次，科学家第一次将高科技手段用在了古生物化石的直接的研究当中，用CT扫描层析的方法对这只生活在6600万年前的恐龙脏器化石进行了研究。日本京都大学的濑户口烈司教授评价说：“图象清晰地告诉我们，这只恐龙的心脏已经具有了独立的肺循环系统，它是恐龙温血假说的有力证据。” 　　古动物的软体能够保存为化石实数罕见。这次恐龙心脏化石的发现和研究提醒古生物学家，如果能够采用高新技术手段和方法对古生物学进行多学科的综合研究，很可能回会带来古生物学研究的突破性进展。 摘自中国科普网

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辽西热河群恐龙大揭密

（编者提示：人教版第十二册 第九课 动物的进化） 　　辽西热河群是中国著名的中生代陆相地层，在中国古生物地层学研究历史上一直占有重要的地位。然而，尽管这套地层中曾经产出过众多的植物化石、无脊椎动物化石和鱼类化石，但是恐龙化石的发现在1996年以前却是凤毛麟角。 蒙古鹦鹉嘴龙 　　　　　　 　　鹦鹉嘴龙是过去发现的有限恐龙物种之一。过去仅发现于辽宁省朝阳县胜利乡梅勒营子下白垩统九佛堂组。鹦鹉嘴龙属于鸟臀目角龙亚目，是一类两足行走的素食恐龙。九佛堂组的鹦鹉嘴龙包括两个属种，即蒙古鹦鹉嘴龙和梅勒营子鹦鹉嘴龙。 　　20世纪90年代中期以来，辽西热河群这片“睡龙之地”一下子醒来了。在短短5～6年的时间里，发现了大量的恐龙化石，不仅极大地丰富了我们对恐龙世界的认识，而且为鸟类起源于恐龙的理论提供了充分的证据。 　　辽西热河群恐龙热的兴起当首推“中华龙鸟”的发现和富有戏剧色彩的研究过程。“中华龙鸟”的正型标本是当地农民李荫方先生在1996年发掘出来的，出土地点是辽宁省北票市上园镇四合屯义县组下部页岩层。因为种种原因，这块标本的一半（阳膜）被中国地质博物馆收藏，另一半（阴膜）则被中国科学院南京地质古生物研究所获得。中华龙鸟一开始被季强等研究人员认为是地球上最为原始的鸟类，后来被更正为兽脚目美颌龙科中的一种恐龙。 中华龙鸟 　　中华龙鸟大小像鸡，化石形态也像一只雄鸡在报晓——高昂着头、尾巴翘起。它的头很大，上下颌长满带有小锯齿的尖牙；前肢非常短小，尾巴长得出奇。在它的背部，从头到尾长着一排细丝状的皮肤衍生物，季强等研究人员认为它们是一种原始的羽毛。 　　此后，辽西热河群的各类恐龙就雨后春笋般地被发现了。 　　发现于义县组下部的第二种兽脚类恐龙是粗壮原始祖鸟。它的样子很像电影《侏罗纪公园》里的明星疾走龙。令人最为惊奇的是，它的尾部发育了真正的羽毛！ 原始祖鸟 　　邹氏尾羽鸟是世界上发现的第二种发育有真正羽毛的兽脚类恐龙。不可思议的是，尾羽鸟化石的埋藏非常集中，所有已知的化石均发现于四合屯北面不足两公里的张家沟，层位也是义县组下部的页岩层。一种解释是，尾羽鸟是一种群居的动物。 　　尾羽鸟大小和原始祖鸟差不多，它可能属于窃蛋龙亚目，代表一种原始的窃蛋龙类。尾羽鸟的头又短又高，嘴里只长了几颗牙齿；前肢和尾巴都很短。有趣的是，它的胃部同时埋藏了一堆与围岩的岩性根本不同的小石子，显然是类似于现代鸟类胃中常见的胃石，功能是磨碎和帮助消化食物。在兽脚类恐龙中发现胃石真是异常罕见！尾羽鸟尾巴末端长有一束扇形排列的尾羽，前肢上也长有一排羽毛。这些羽毛有明显的羽轴，还发育有羽片，和现代鸟类的羽毛已经非常相似；唯一有区别的地方是尾羽鸟的羽毛是对称分布的，而包括始祖鸟在内的鸟类的羽毛的羽片却是非对称分布的。科学家大多认为，非对称的羽毛才具有飞行的功能，而尾羽鸟这种对称的羽毛很可能代表了羽毛演化的较为原始的阶段，还不具备飞行的功能。另一方面，尾羽鸟的骨骼形态也表明它是一种善于奔跑而不能飞行的动物。 　　最近，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的周忠和研究员又命名了一种新发现的尾羽鸟——董氏尾羽鸟。 　　此外，科学家还在辽西热河群发现了意外北票龙、千禧中国鸟龙等重要的恐龙化石，对它们正在进行的深入研究将解开更多的恐龙之迷。 摘自中国科普网

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恐龙研究中的“皮尔唐事件”

（编者提示：人教版第十二册 第九课 动物的进化） 　　20世纪30年代，古人类学界发生了一件遗臭万年的“皮尔唐事件”，一些为了沽名钓誉的人把一个人头安上了猿类的下颌，涂上看起来像化石的颜色后埋在英国的皮尔唐附近。然后，他们欺骗了一位苦于寻找人猿过渡类型证据的古人类学家，使他因发表了这一骗人的“古猿人”而蒙羞。“皮尔唐事件”被揭穿以后遭到了科学界和广大公众的唾弃，也成为提醒科学家的警钟。 “辽宁古盗鸟” 　　然而谁也没有想到，60多年后，在20世纪的最后一年，在恐龙与古鸟类研究领域又爆出了一大骗局，这一骗局被我国著名恐龙专家、中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的董枝明研究员戏称为“恐龙研究中的‘皮尔唐事件’”。 　　1999年11月，一向以准确报道最新的或者重要的自然或者历史文化领域的发现为宗旨的、在世界上很有影响力的美国《国家地理》杂志以醒目的大字标题刊出了题为“霸王龙有羽毛吗？”的文章，文中在显要位置还配上了几幅色彩艳丽、制作精美的“带毛恐龙”的化石照片和生活复原图。文章开篇报道了一种似龙非龙、似鸟非鸟的奇特动物，作者引用了研究者对这个特殊动物的正式命名——辽宁古盗鸟。依照这篇文章的记述，这只似龙非龙、似鸟非鸟的奇特的动物长着始祖鸟一样的头和翅膀，却有着典型小形兽脚类恐龙——驰龙式的棒状的尾巴。文章声称，他们找到了连结恐龙类向鸟类进化过程中缺失的环节。最后，文章得出的结论是鸟类由小型兽脚类恐龙进化来的假说得到了证明。 　　这一报道引起了全世界的轰动，一大批科学家们、尤其是鸟类起源于恐龙这一理论的支持者们为此兴奋、喝彩。美国布兰丁恐龙博物馆馆长斯提芬、克瑞克斯夫妇声言，这块化石产于中国辽宁西部的北票地区，是他们从化石商那里买到的。克瑞克斯还郑重声明，化石一旦研究完毕，他们将把化石归还中国，这一举动得到了整个科学界和全社会的赞誉。 　　然而，正当人们为此成果的获得拍手叫好时，一个不幸的消息如同一盆冷水浇到了烧得正旺的火盆上，使研究者们目瞪口呆，也让整个科学界和全世界为之膛目结舌。原来，这一怪物是经化石贩子故意用两种不同动物的骨骼化石人工加工拼接做成的，他们把一个古鸟类的身躯接上了一条驰龙的尾巴。 　　消息传出媒体一片哗然，“辽宁古盗鸟”顿时变成了古生物界的一大丑闻。古生物学家奥尔森博士撰写文章，指责《国家地理》杂志“如此权威杂志竟然刊出这样的怪物、奇文”。恐龙专家、研究者之一菲利普-居里追悔末及地说：“此事对我终生难忘，令我无地自容。”一时间，世界媒体火上浇油般地把这一事件炒得沸沸扬扬。 　　《国家地理》杂志虽然及时地刊登消息承认了自己的错误，但是媒介认为它依然难辞其咎。因为它明明知晓这块化石是通过不正当的渠道从中国走私出境到美国的，却不仅刊登介绍其研究的专题文章，而且竭力鼓吹，又是举办报告会，又是筹办专题展览，炒得不亦乐乎。作为在国际上具有如此影响力的杂志刊出这种不光彩的标本，不仅严重损毁了自己的声誉，而且在效果上产生了助长化石走私活动，破坏化石等自然遗产保护的恶劣影响。 　　当然，《国家地理》从某个角度上来说也是一个受害者，真正应该为此事负责的应该是那些故意作假以蒙蔽视听的化石贩子和那些为了牟取暴利而不择手段的走私者。