鸟类之所以能够在天空中自由飞翔，首先得感谢它们发达的胸部肌肉。现生鸟类最大的两块肌肉是胸大肌和喙上肌，前者负责翅膀向下拍动的运动，后者负责将翅膀抬起。这两块肌肉的重量加起来，可以占全鸟重量的25%~35%。它们一端连接在翅膀上，另外一端连接在胸骨上。为了给这些肌肉提供更大的附着面，大部分鸟类都具有由胸骨向腹面、向前延展而形成的龙骨突。
几种不同类型的现生鸟类胸骨，分别来自A. 拟椋鸟（Psorocolius sp.）、B. 大鱼狗（Megaceryle sp.）、C. 斑鹑（Callipepla sp.）。图片：birdsofseabrookisland.org
始祖鸟是从恐龙到鸟类过渡的关键一环，然而在仅有的11件始祖鸟骨骼标本上，别说龙骨突这样复杂的结构，科学家们连胸骨都没有发现。科学界普遍认为始祖鸟还是具有飞行能力的——虽然不一定擅长，那么它们的胸肌能长在哪里？
有一个假说认为，始祖鸟其实具有软骨质或者正常质地的胸骨，只是因为软骨还没有变成骨质的胸骨，或者保存条件有限，最后在形成化石的时候缺失了。不过，根据天宇博物馆和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所最近发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，PNAS）上的一篇研究，始祖鸟可能真的没长胸骨。
当然，人们目前发现的始祖鸟化石标本数量的确太少，研究人员选择将我国东北产出的关系相近的恐龙与鸟类标本作为研究对象。文章分析了226件近鸟龙标本、96件朝阳会鸟标本和88件热河鸟标本，发现近鸟龙和会鸟的胸骨都是缺失的，这些标本都来自论文第一作者郑晓廷主办的山东天宇自然博物馆。
论文涉及的一件近鸟龙标本，这件标本保存非常完整，保有近乎完整的腹肋腔，但没有胸骨保存。标本号STM0-165，比例尺1厘米。图片：参考文献1
文章通讯作者，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所所长周忠和院士接受了果壳的采访，他表示：“我们有这么多比较珍贵的恐龙和鸟类化石标本可供研究，原因是多方面的。一方面，中生代我国东北地区比较适宜的生活环境造就了燕辽生物群、热河生物群的繁盛；其次，这些生物能够比较完整地形成化石，还涉及到埋藏学的问题，目前看来与活跃的构造活动，特别是火山的喷发关系可能比较大；最后，当地农民大规模的采掘，也是短时间内发现这么多化石的原因之一。”
包括之前发表过的3件标本，229件近鸟龙化石标本都没有胸骨板或者胸肋保存，但是78%的标本保存着腹肋，虽然只有10%的标本腹肋腔保存完整。会鸟标本的情况与之类似，总计106件标本中，胸骨板和胸肋也是一律缺失，有50%的标本保存有腹肋，13%的标本腹肋腔比较完整。用以对照的95件热河鸟标本中，却有超过一半（52%）的标本保存了骨化的胸骨，保留腹肋的却只有44%。
本实验涉及的标本数量庞大，许多标本保存得异常完整，一些标本甚至保存着特殊的软组织骨结构、羽毛或腹腔内含物，因此研究人员相信，如果这些恐龙或者鸟类具有胸骨的话，应该有条件保存下来，不论是骨化的，还是软骨质地的都是如此。
既然始祖鸟没有长胸骨，那么它们的胸肌会长在哪里呢？
始祖鸟柏林标本（Archaeopteryx siemensii）。图片：Wiki Commons/H. Raab
始祖鸟和会鸟应该都是可以飞行的物种，没有胸骨必然会有其他的替补结构。在现生鳄类中，有几种的胸肌是附着在腹肋上的，并且最前端的两枚腹肋与胸骨关联在一起；并且在一些兽脚类和基干鸟类中，也存在腹肋与胸骨关联的现象。现生鸟类中已经消失了的腹肋，有可能是胸骨缺失的补偿结构。
当然，这样的附着方式还是有一定劣势的。尽管会鸟的一些飞行相关的特征比较进步，但是其原始的肩带结构可能意味着它们仍保持着原始的飞行方式，飞行能力无法向现生鸟类看齐。在采访中，周忠和院士表示：“与腹肋相比，胸骨用作肌肉附着的优势是能提供比较大的面积，以及比较稳固的位置。因此，在副鸟类的演化过程中，胸骨至少独立出现了两次。”
进步兽脚类手盗龙类的简化谱系树与胸骨形态分布。圆形的大小代表种属体型；蓝色以及短点虚线表示骨化胸骨缺失，黄色表示具有胸骨。圆圈内的数字指示腹肋数目，长点虚线表示腹肋缺失。图片：参考文献1
有趣的是，在现生四足动物中，胸骨只在乌龟和蛇类中缺失。周忠和院士表示：“很显然，胸骨在四足动物中很常见，最初的作用肯定不是帮助附着飞行肌肉的。即使在飞行的四足动物中，除了附着飞行肌肉，它还起到加固胸廓、保护内脏的作用。为什么在恐龙向鸟类过渡的关键阶段，胸骨反而没有发育，这其中的机理我们并不清楚，或许需要今后结合发育生物学、功能形态学的研究，才能慢慢揭开其中的奥秘。”
至于确定会鸟、始祖鸟胸骨缺乏，是否会影响人们对鸟类早期演化过程的认识，周忠和院士表示：“如果我们的观察和结论最终得到大家的接受，或许在未来的谱系分析中，会影响到一些恐龙和早期鸟类的系统位置。”（编辑：窗敲雨）
参考文献
- Zheng XT, O’Connor JM, Wang XL, Wang M, Zhang XM et Zhou ZH (2014). On the absence of sternal elements in Anchiornis (Paraves) and Sapeornis (Aves) and the complex early evolution of the avian sternum. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2014:published ahead of print, September 8, 2014. Doi: 10.1073/pnas.1411070111