外观奇特的恐龙挑战了我们对手指进化的认识

窃蛋龙是一种奇怪的恐龙，看起来有点像不会飞的鸟。但这些古老的动物不仅仅是看起来很有趣的化石。正如我的团队在《皇家学会开放科学》上发表的新研究所表明的那样，他们可以帮助我们了解我们自己的前肢是如何进化的，并挑战科学家对霸王龙的看法

窃蛋龙全身覆盖着羽毛，拥有强壮锋利的喙，体型从家猫到长颈鹿不等。如果不是因为它们手上锋利的爪子，它们很容易被误认为是鸟类。窃蛋龙生活在白垩纪（1.45亿至6600万年前），属于兽脚类恐龙。这是一组主要以食肉恐龙为主的中空骨骼恐龙，包括霸王龙和迅猛龙

兽脚类恐龙和人类有一个共同的特征：我们用两条腿走路，用前肢完成行走以外的其他功能。尽管一些恐龙——鸟类——将前肢伸展成翅膀并用于飞行，但其他恐龙却将前肢缩小。短前肢，缺少一个或多个手指，在霸王龙中最为著名，但许多其他兽脚类恐龙也进化出了更短的手臂和手

科学家们普遍认为，它们萎缩的前肢是“无用的”，这一观点来自1979年的一篇论文。它认为进化选择了霸王龙头部和后肢尺寸的增加，手臂变小是进化的副产品。因此，当我在爱丁堡大学的团队分析一组窃蛋龙的手臂进化模式时，我们预计会发现前肢减少和手指缺失之间存在联系

相反，我们发现了相反的情况。我们的研究是越来越多的证据表明某些兽脚类恐龙前肢减少保留了某种功能的最新例子。到目前为止，许多古生物学家认为进化出较短手臂并失去手指的恐龙是因为它们没有使用手指

窃蛋龙是研究兽脚类恐龙手指缺失的完美群体。虽然现代鸟类不是直接从窃蛋龙进化而来的，但它们与窃蛋龙有许多共同特征。窃蛋龙的喙没有牙齿，全身覆盖着羽毛，它们坐在精心建造的巢穴上，蛋排列成整齐的环状，部分埋在地下。这些恐龙大多有长臂，每只手有三个有爪的手指，非常适合抓猎物。除了一个例外

Oksoko avarsan的手臂很短，只有两个功能性的手指。它生活在晚白垩世时期（约72-6600万年前）的蒙古，并与霸王龙的一个巨大亲戚塔博索鲁共享栖息地。从技术上讲，Oksoko确实有第三个手指，但这是他们的祖先需要所有三个手指时剩下的无用的东西。事实上，Oksoko的手和前肢与霸王龙或塔博龙的相似性远远超过其任何窃蛋龙表亲

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了解兽脚类恐龙的前肢是如何进化的很重要，因为它们是与人类一起成为两足动物的唯一动物。这意味着它们不再依靠前肢移动，无论是行走、攀爬还是飞行。他们的手臂可以自由地发展新的功能。他们中的许多人用长臂和手指抓握。其他人，如Oksoko，探索了不同的、更专业的功能

我的团队的研究分析了每块手臂骨骼的长度如何随时间变化，结果表明，这些恐龙在缩短手臂的过程中失去了第三根手指。这与他们的手臂没有功能的想法背道而驰。如果它们的前肢因为窃蛋龙没有使用它们而萎缩，那么它们的手指和前肢应该同时变短。相反，他们的手臂似乎先缩小了

之前的研究表明，一组被称为河源蜥科的窃蛋龙在白垩纪晚期（约1亿至9400万年前）扩大了它们的活动范围。他们从现在的中国南部地区搬到了中国北部和蒙古南部的戈壁沙漠。臂长的减少与它们范围的扩大相吻合

然后Oksoko失去了第三根手指。尽管其他一些亲缘关系密切的窃蛋龙的第三根手指相对较短，但它们都没有像Oksoko那样减少

这群恐龙的前肢减少和手指缺失可能是由新的栖息地造成的。一旦他们进入戈壁沙漠，他们就会面临新的生存挑战。例如，它们可能不得不适应新的食物来源或不同的捕食者。它们的新栖息地有利于手臂较短、手指较少的恐龙，导致它们进化出矮胖的双指前肢

我们认为他们开始将手臂用于一个全新的目的。Oksoko可能用它的手臂挖掘。Oksoko可能失去了第三根手指，但第一根手指是另一回事。这个手指看起来又粗又结实，末端有一只大爪子。我们可以看到它的肌肉曾经附着在骨头上的疤痕和脊。这些表明，奥索科的手臂很强壮

与其像其他窃蛋龙那样伸手抓东西，Oksoko本可以用它小而强壮的前肢来抓东西。这可能有助于寻找食物，如植物根系和穴居昆虫，或在地下筑巢

Oksoko的正模化石（导致新物种命名的化石）是我们分析中最重要的化石。这块化石最初是由蒙古的偷猎者发现的，几乎被科学界遗忘了。2006年，当局在蒙古边境将其救出，并将其送往古生物学研究所，但直到2020年才得到充分研究。正是Oksoko奇怪的两指前肢让我们想要研究手指的进化

尽管它们前肢的大小和形状相似，但霸王龙和Oksoko不太可能用它们的手臂做同样的事情。Oksoko是一种小型食草动物。霸王龙是一种巨大的食肉动物——它太大了，即使它试图挖掘，也无法到达地面。但Oksoko向我们展示了兽脚类恐龙的前肢可以变短并失去手指，而不会失去功能。这就引出了一个问题：霸王龙的手臂是否像人们经常描绘的那样无用

我的团队的新研究表明，我们最初的假设——前肢和手指的减少是由窃蛋龙的功能丧失引起的——可能是错误的。相反，手臂萎缩和手指缺失似乎是由于适应新环境和采用新功能造成的。这是进化如何塑造前肢以适应不同栖息地和用途的一个例子

这也是理解兽脚类恐龙如何进化出如此惊人的前肢形状和大小多样性的一个进步 More information: Amelia Mead et al, Forelimb reduction and digit loss were evolutionarily decoupled in oviraptorosaurian theropod dinosaurs, Royal Society Open Science (2025). DOI: 10.1098/rsos.242114

Journal information: Royal Society Open Science