中国长羽毛恐龙的研究
意外北票龙细丝状皮肤衍生物局部放大。这些细丝状皮肤衍生物很可能代表羽毛演化的初级阶段，广泛分布于兽脚类恐龙当中。
董氏尾羽龙发育在前肢上的羽毛。这些保存精美的羽毛显示出和鸟类羽毛的不同之处：羽片对称分布。
中华龙鸟(Sinosauropteryx)代表辽西热河群发现的第一种兽脚类恐龙，是由中国地质博物馆的季强等命名的(季强、姬书安，1996)。尽管季强等在中华龙鸟的分类学研究方面犯了错误，把这一原始的虚骨龙类归入了鸟纲，但中华龙鸟是世界上第一个保存有丝状皮肤衍生物的恐龙，对于研究小型兽脚类恐龙的生理和羽毛起源具有重要意义，所以它的科学价值极其重要。经过重新研究保存于中国科学院南京地质古生物研究所的标本，中华龙鸟被归入了美颌龙科(Chen et al.,1998)。
1999年5月徐星、唐治路和汪筱林在《Nature》杂志报道了发现于辽西的另外一种重要的兽脚类恐龙——北票龙(Beipiaosaurus)(Xu et al.,1999)。北票龙在分类上属于镰刀龙超科。由于镰刀龙类奇特的形态特征，尤其是它发育有类似原蜥脚类的后足，所以它的系统位置长期以来悬而未决。通过研究北票龙的形态，徐星等认为镰刀龙类是肉食类恐龙中一种特化的类群，代表一类比较进步的虚骨龙类，其后足形态变化发生了一次巨大的反转，表明传统信奉的道洛法则确实具有很大的局限性，激烈的反转现象在生物演化过程中是经常发生的。
更为重要的是意外北票龙育有和中华龙鸟一样的细丝状皮肤衍生物(原始羽毛)。鸟类羽毛是一种皮肤衍生物，与其他脊椎动物的皮肤衍生物相比，它的结构非常复杂。然而，有关它的起源一直是古生物研究领域的一个不解之谜。已知化石记录表明鸟类的羽毛从一开始出现就呈现出非常复杂的结构，在中华龙鸟发现之前，人们还从来没有发现在鸟类的近亲上发现任何过渡类型的皮肤衍生物。中华龙鸟的细丝状皮肤衍生物的实质引起了一些科学家的疑问，他们认为这些细丝状皮肤衍生物可能代表一种皮下组织，并非皮肤衍生物。也就是说，这些细丝状皮肤衍生物与鸟类羽毛没有什么关系，并非原始羽毛。意外北票龙的细丝状结构的形态和分布位置表明，保存于中华龙鸟和北票龙身上的细丝状结构确实代表一种皮肤衍生物，因而很可能和鸟类的羽毛同源。徐星等提出，不仅中华龙鸟和北票龙等兽脚类恐龙发育有这种丝状皮肤衍生物，包括霸王龙在内的许多兽脚类可能都发育有类似的结构。由于不具备良好的保存条件，其他兽脚类恐龙虽然在活着的时候也发育有这种结构，但是在形成化石的时候却没能保存下来。这种结构在兽脚类恐龙当中分布广泛，代表向鸟类羽毛演化的初级阶段。意外北票龙的发现改变了传统的恐龙形象，表明很多恐龙不是体披鳞片而是满身长着一种 形态较为原始的羽毛。相应地，这些恐龙在生理上也不同于典型的冷血爬行动物，它们可能具有很高的新陈代谢率，即使没有达到典型的温血动物的水平，也已经非常进步了。
董氏尾羽龙是由我国学者周忠和与汪筱林命名和研究的一种长有真正羽毛的兽脚类恐龙(周忠和、汪筱林，2000)。尾羽龙具有大量恐龙的特征，显然和其他兽脚类恐龙一样属于一种奔跑型动物，还不会飞行，但它的某些特征非常类似早期鸟类，比如在它的尾部和前肢上发育有真正的羽毛。美国《Science》杂志高度评价了这一发现，认为“在尾羽龙身上发现更多的恐龙特征是一件重大新闻，这进一步证明了鸟和某些小型的兽脚类恐龙之间不存在截然的分水岭。”
分类上属于美颌龙科的中华龙鸟、镰刀龙超科的北票龙和驰龙科的中国鸟龙都发育有类似鸟类绒羽的细丝状皮肤衍生物，其中后两者的细丝状皮肤衍生物已经出现了鸟类羽毛独有的分叉结构；分类上属于窃蛋龙亚目的尾羽龙和类似于弛龙科恐龙的原始祖鸟则保存了羽毛状皮肤衍生物。这些发现在世界上首次为长期以来悬而未决的鸟类羽毛起源问题的研究提供了重要信息，使我们对羽毛的起源和早期演化的研究第一次建立在化石证据的基础上。这些发现表明羽毛的最初功能并非飞行，而是保暖或者吸引配偶等，羽毛不能再作为鉴定鸟类的特征，羽毛发生在鸟类出现之前。以后如果我们发现长羽毛的动物化石，必须仔细观察它的骨骼形态，才能确定它属于鸟类还是肉食类恐龙。因为，长羽毛的动物未必是鸟类，它有可能是一个长着羽毛，栖息于地面上的肉食类恐龙。
鸟类飞行起源的研究一直是学术界争论最为激烈的一个问题，主要假说为鸟类飞行树栖起源说和鸟类飞行奔跑起源说。鸟类飞行树栖起源说最早由美国科学家马什提出。这一假说认为，鸟类飞行能力是树栖动物在跳跃和滑翔过程中产生的；鸟类飞行奔跑起源说则由耶鲁大学的古生物学家威尔逊提出，认为某种两足行走的爬行动物由于前肢的解放，逐步学会了拍翅，然后进化为会飞行的鸟类。这两种假说的支持者们在过去的几十年中展开了激烈的争论。美国得州理工学院的Chatterjee等人认为，鸟类有可能是由一种生活于树上的小型兽脚类恐龙演化来的。地面奔跑的某种小型兽脚类恐龙由于某种原因转移到树上生活，这种兽脚类恐龙在树栖生活中，逐步发展了滑翔能力，最后进化为原始鸟类，具备了主动振翅的飞行能力。然而，这一假说并未得到注意，主要原因在于没有化石证据。已知和鸟类系统关系非常接近的小型兽脚类恐龙都是生活于地面上的动物，它们具有很强的奔跑能力，形态功能的分析表明，它们似乎不具备爬树的本领。因此，大多数古生物学家认为这一假说只是一种没有证据支持的空中楼阁。
最近，徐星、周忠和与汪筱林研究了产自辽宁省朝阳县九佛堂组中的一种小型兽脚类恐龙。初步的研究表明，这种恐龙有可能是一种树栖动物。也就是说，小型兽脚类恐龙并非人们想像的那样只具备奔跑能力，有些小型兽脚类恐龙也具有爬树能力。令人感到惊奇的是，从某些形态特征分析，这种小型兽脚类恐龙显然具有很好的奔跑能力，然而，另外一些形态特征表明这种恐龙似乎也具有爬树的能力。这一发现很可能为鸟类飞行起源的研究提供新的思路和信息。他们的初步研究成果已经被《Nature》杂志接受(Xu et al.,2000)。
辽西热河群长羽毛恐龙化石的发现不仅为恐龙当中若干群的形态和系统演化提供了重要信息，还为一系列重要学术问题的解决提供了重要信息，对这些问题的解决起到了很大的推动作用，比如像恐龙生理学、鸟类起源和鸟类羽毛起源等问题的研究。辽西的发现使得我们更加全面准确地了解了恐龙这类神秘史前动物，使得我们在研究脊椎动物演化的道路上前进了一大步，相信未来的发现能够提供更多的信息，大大促进我们对史前世界的了解。
撰稿/徐 星(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)
