热河生物群及燕辽生物群：化石演绎中生代地球生命史

具有 46 亿年历史的地球，孕育过无数的生命，但是地球上最早的生命是如何 产生的?海洋、陆地、天空是生命赖以生存的空间，海洋是生命的摇篮，可生命 又是如何从海洋爬上陆地的?陆地上的生命向往着天空，无论是爬行类、鸟类还 是哺乳类动物，飞天都是它们的梦想，但陆地上的生命又是如何飞上蓝天的?人 类是哺乳动物的杰出代表，是万物的灵长，可是最初的人类是如何进化出来的? 这一系列问题的研究都需要科学的解答，然而科学是讲求证据的，求证这些问题 的证据是什么?它们又在哪里?

答案证据就是古生物化石的发现。什么是化石?所谓化石，就是保存在地层 中的已经石化的史前地球生命的遗体、遗骸，以及它们活动的遗迹、遗物的总称， 化石的形成需要特定的地质历史条件和埋藏条件。

那么化石在哪里被发现?世界上很多地方都有化石发现，它们毫无例外地保 存在沉积地层中。在我国的重要化石发现包括以云南澄江地区为代表的寒武纪澄 江动物群和湖北宜昌地区为代表的寒武纪清江动物群，以云南曲靖地区为代表的 志留纪潇湘动物群，以贵州关岭等地区为代表的三叠纪关岭动物群，以辽西及其 相邻周边为代表的侏罗纪燕辽生物群和白垩纪热河生物群，以甘肃和政地区为代 表的新生代和政动物群和以山东临朐为代表的新生代山旺生物群等。可以说这些 重要的化石生物群发现为地球生命的演化提供了重要的证据。其中，热河生物群 以及后来的燕辽生物群发现的化石，为鸟类的起源以及鸟类的飞行起源、带羽毛 小型兽脚类恐龙的演化、若干翼龙类群的起源和辐射、早期哺乳动物的起源以及 被子植物的起源演化等都提供了翔实的证据。

从 100 多年前第一块热河生物群化石狼鳍鱼被法国解剖学家索瓦士在中国的 辽西凌源发现，从近 100 年前美国著名地质古生物学家葛利普教授提出了“热河 系”和“热河动物群”这一概念，到 20 世纪 60 年代我国地质古生物学家顾知微院士完善了“热河群”和“热河生物群”，从 30 年前三塔中国鸟和燕都华夏鸟被 发现，沉寂近百年的热河生物群和燕辽生物群引起了我国乃至世界古生物学家的 高度关注，一直是国际古生物学研究的热点和前沿。

通过 100 多年的中外古生物学家持续的发现与研究，热河生物群的面貌已经 今非昔比，以辽西为中心的这一片沉寂的土地，经过古生物学家的不断发掘和研 究，已经焕发出了勃勃生机，其代表性的化石已远远不是当年的“东方叶肢介- 三尾拟蜉蝣-狼鳍鱼”三个代表分子所能简单概括的。到目前为止，热河生物群 与燕辽生物群已发现的生物类群包括无脊椎动物中许多门类，如腹足类、双壳类、 甲壳类和昆虫类等， 脊椎动物当中的无颌类、软骨鱼类、硬骨鱼类、两栖类(无 尾和有尾两栖类)、爬行类(龟鳖类、离龙类、蜥蜴类、翼龙类、鸟臀类和蜥臀类)、 鸟类(基干鸟类、反鸟类和今鸟类)和哺乳动物(多瘤齿兽类、对齿兽类、真三 尖齿兽类、后兽类和真兽类)，以及藻类、苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物等主 要植物门类，多达数千种。

热河生物群和燕辽生物群的化石几乎囊括了中生代向新生代过渡的很多生物 门类，为研究中生代陆地生物群的起源、鸟类起源(包括羽毛和飞行起源)、哺乳 动物起源，及被子植物起源等重大理论问题，提供了极为宝贵的化石依据。因此， 热河生物群被誉为“20 世纪最重要的古生物发现之一”。以辽西地区为中心的热 河生物群和燕辽生物群是世界级化石宝库。在各门类生物类群(包括许多重要脊 椎动物类群)的起源和演化、一些重要生物结构(如羽毛、哺乳动物中耳等)起 源与演化的研究具有重要的演化生物学意义。今天，我们对热河生物群和燕辽生 物群时代的认识也远非过去可比，已经非常清晰，然而对生物演化与环境背景的 研究尚在不断探索之中。此外，热河生物群和燕辽生物群不同类群生物包括了许 多重要的演化过渡生物类型，为达尔文进化论提供了重要的化石证据。

然而，科学没有止境。为什么在热河生物群和燕辽生物群这一时期恐龙会长 出羽毛，进而演变为鸟?为什么翼龙从“喙嘴龙”演化为翼手龙?为什么在这一 期会陆续出现大批的被子植物?虽然大家都知道侏罗纪和白垩纪是地球发展史中 十分重要的时期，全球的古地理格局和古气候条件均发生了重大变化，但我们并 不清楚当时究竟出现了什么重大事件会导致生物界发生如此大的变化，这些都值 得我们进一步的探讨。目前，国家自然科学基金基础科学中心项目“克拉通破坏 与陆地生物演化”就要回答这一问题。

写作者是一群热爱热河生物群和燕辽生物群的古生物爱好者，多年来他们孜 孜以求，怀着满腔热忱，时刻关注两个生物群的最新发现和研究进展，不但从专 业期刊论文获得相关信息，而且从国内外新闻媒体的深度报道更进一步了解化石 发现研究过程。他们根据热河生物群发现 100 多年来的时间顺序，从 1880 年命名 第一块化石戴氏狼鳍鱼到 2020 年发现的娇小意外鸟，共计书写了两个生物群最具 有代表性的七八十种化石的发现和研究历程，堪称热河生物群和燕辽生物群发现 与研究的编年史。这本书从古生物化石爱好者的新闻视角来书写热河生物群和燕 辽生物群发现的意义和科学价值。它所收入的化石发现和研究，大多发表于权威 的科学杂志，在科学界和大众传媒引起巨大的关注，如英国的《自然》、美国的《科 学》和《美国国家科学院院刊》杂志等。文中收入的热河生物群和燕辽生物群化 石的文章，是通过已经研究发表的化石为依据，参考相关的新闻资料写作完成的。 它也不是一般意义上的新闻报道，可以让没有专业知识的成年读者都能看懂。

这本书紧紧围绕着热河生物群和燕辽生物群主要化石的发现以及化石的研究 时间主线，为读者提供热河生物群和燕辽生物群全景式的描绘。由于作者和编者 并非专业的古生物学的研究人员，其中的错误和不妥在所难免，但他们对古生物 学的热爱，其志可嘉，请读者在阅读中批评指正。是为序。

汪筱林(中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、巴西科学院外籍院士)