????????手盜龍類（Maniraptora）是由Jacques Gauthier于1986年建立的一個虛骨龍類的分類單元，用于指代一類前肢具有很強抓握能力的獸腳類恐龍。手盜龍類拉丁語名稱的含義是“用手掠奪者”，不難看出屬于這個分類群恐龍的前肢和指爪功能具有多樣的特色。手盜龍類包含的主要類群有擅攀鳥龍科（Scansoriopterygiade）、阿爾瓦雷斯龍超科（Alvarezsauroidea）、鐮刀龍類（Therizinosauria）、竊蛋龍類（Oviraptorosauria）、馳龍科（Dromaeosauridae）、傷齒龍科（Troodontidae）和鳥翼類（Avialae）。手盜龍類為“鳥類的獸腳類恐龍起源學說”提供了很多重要的化石證據，因而談及鳥類起源的話題必定繞不開對手盜龍類的介紹，這大大提高了手盜龍類在眾多恐龍類群中的知名度。

? ? ????另一方面，手盜龍類也曾多次顛覆人們對非鳥恐龍形象的認知。除了長羽毛外，單指臨河爪龍（Linhenykus monodactylus）短小的單指、龜型鐮刀龍（Therizinosaurus cheloniformis）碩大的鐮刀型指爪、奇翼龍（Yi qi）前肢的皮膜翼結構，無不顯示出手盜龍類對于多種生態(tài)位的廣泛適應。這大大增加了古生物學家對該類恐龍的研究興趣。

????????如果一類古生物能最大程度地激起人類對它們的好奇之心，那么該類生物的“早期起源演化”必定是最受關注的科學問題之一。手盜龍類自然也不例外。中國具有手盜龍類主要亞類群的最好早期化石記錄。這主要得益于燕遼、熱河兩大生物群的化石發(fā)現。目前，根據得到準確描述、鑒定、分類的實體化石，已知最早的手盜龍類是中國北方中晚侏羅世過渡期的近鳥龍亞科（如道虎溝足羽龍，Pedopenna daohugouensis）和擅攀鳥龍科（如胡氏耀龍，Epidexipteryx hui）。

? ? ????但如果繼續(xù)將時間往更早的方向去追溯，手盜龍類的實體化石數量便大大減少。晚侏羅世之前的手盜龍類化石通常僅由孤立的牙齒組成，且這些牙齒的分類鑒定結果常常存在爭議。盡管目前手盜龍類的最初輻射被認為發(fā)生在侏羅紀中期，但考慮到絕大多數的手盜龍類化石記錄都來自白堊紀，這使得手盜龍類在侏羅紀時期的演化歷程依然十分模糊，特別是在晚侏羅世之前。因此，手盜龍類可靠的化石記錄究竟能回溯至多早，對于我們認識這支孕育出現代鳥類的恐龍類群具有重要的意義。

????????說到最早的手盜龍類，有一種分類地位依然存在爭議的中國恐龍值得一提。那便是發(fā)現于云南峨山下侏羅統(tǒng)祿豐組下部的出口氏峨山龍（Eshanosaurus deguchiianus）。峨山龍的化石僅發(fā)現不完整的帶有齒系的左側下頜，在1998年最初的建屬描述論文中被歸入了鐮刀龍類。

????????由于峨山龍化石的所在地層年代為早侏羅世，顯著早于其他虛骨龍類，更是遠遠早于其他鐮刀龍類，因而其鐮刀龍類的分類地位自提出以后便受到了其他研究的質疑。峨山龍的化石材料十分有限，其化石所能用于鑒定其分類的解剖學特征存在不同的解讀，故有學者也將其鑒定為蜥腳型類（Sauropodomorphs）。但時至今日，峨山龍的分類位置依然無法確定，《中國古脊椎動物志——蜥臀類恐龍》一書中也指出未來需要更多化石的發(fā)現才能有望解決這一問題。因此，峨山龍是否真的是手盜龍類的最早成員之一目前只能說是一樁懸案，不具備足夠的科考效力。但毫無疑問，如果能在早侏羅世發(fā)現可靠的手盜龍類化石，那將大幅改寫我們對該類恐龍譜系演化歷程的認識。盡管系統(tǒng)發(fā)育分析顯示手盜龍類起源于中侏羅世，但該時期保留的化石大多為孤立的牙齒，面對有限破碎且身份存疑的化石材料，最早手盜龍類的尋找工作陷入了瓶頸。然而2023年的一項研究為回答這個問題提供了新的線索。

????????位于英國牛津郡、格洛斯特郡和多塞特郡的采石場曾發(fā)現以微體脊椎動物為主的化石群（微體化石指需要使用顯微鏡進行研究的小尺寸化石），地質年代為中侏羅世的巴通期（Bathonian），距今約1.68-1.66億年前。在該化石群中，大型陸生脊椎動物的遺骸相對稀少，非鳥恐龍的化石僅限于一些獸腳類恐龍的牙齒。但牙齒相對簡單的結構特征使其在化石的分類鑒定中存在一定困難。

????????近年來，機器學習在形態(tài)數據的分析應用中顯示了較為準確的類群分辨結果。由于豐富的恐龍牙齒化石為模型的訓練提供了巨大的數據集，因而機器學習技術在獸腳類恐龍牙齒的鑒定和分類上相比傳統(tǒng)的統(tǒng)計分析具有更高的分類精度。在這項新研究中，古生物學家采用機器學習方法對英國中侏羅世微體脊椎動物化石中的大量孤立獸腳類恐龍的牙齒化石進行分析，以嘗試將這些牙齒化石歸入更為精確的譜系中。

? ? ? ? 由于這些獸腳類恐龍牙齒的化石很小（有些牙齒化石的尺寸小于1厘米），用手進行測量工作存在很大的困難。為了將化石中包含的形態(tài)信息轉化為可用于機器學習模型的數據，研究人員首先必須通過CT 掃描建立每顆牙齒的3D數字模型。在對已知獸腳類恐龍物種的數千顆牙齒化石進行測量的基礎上，研究人員使用這些測試結果對三種不同機器學習模型進行訓練。每個模型會以不同的方式分析數據，最終每個模型的結果結合起來后將給出每顆牙齒化石最有可能的來源類群（訓練模型的識別準確度可達到96%）。對于極個別機器學習分類結果存在明顯錯誤的情況，研究人員會結合形態(tài)分析對分類結果進行重新評估。

? ? ????采用上述研究方法，研究人員對這些來自英國中侏羅統(tǒng)巴通階地層中的孤立牙齒化石進行了分類。其中，有36枚牙齒被歸入馳龍類（形態(tài)類型A）；37枚牙齒被歸入馳龍類（形態(tài)類型B）；2枚牙齒被歸入馳龍類（形態(tài)類型C）；1枚牙齒被歸入傷齒龍類；1枚牙齒被歸入鐮刀龍類?？偨Y來說，通過結合牙齒化石的形態(tài)特征以及機器學習模型分析的結果，這些孤立的牙齒化石分別被歸入了3種不同形態(tài)類型的未知馳龍類、1種未知傷齒龍類和1種未知鐮刀龍類，說明至少存在3個手盜龍類群生存在中侏羅世巴通期的英國地區(qū)。

????????上述發(fā)現豐富了英國中侏羅世獸腳類恐龍的已知多樣性，并將鐮刀龍類、馳龍類、傷齒龍類這三種手盜龍類恐龍化石的最早記錄由早白堊世或晚侏羅世推至中侏羅世（馳龍類的時間分布拓展了3800萬年，鐮刀龍類和傷齒龍類的時間分布拓展了2700萬年）。這些首次被確定為中侏羅世手盜龍類的實體化石記錄與一些系統(tǒng)發(fā)育分析預測的結果相一致。這項研究的結果不僅說明手盜龍類在中侏羅世的勞亞大陸上已經出現，并在此時已經呈現出明顯的多樣化，顯著拓展了手盜龍類主要演化支系的已知時間范圍。

????????此外，結合地理分布信息顯示，手盜龍類在中侏羅世的存在表明該類恐龍在泛大陸開始分裂前（約1.7億年前）就已廣泛分布于全世界，后續(xù)在大陸分離、區(qū)域滅絕、后擴散等因素驅動的一系列地理分隔事件影響下，最終形成了手盜龍類在中生代的多樣化和全球分布的局面。

小結

????????在這項研究中，機器學習作為一種強大的新工具可以對孤立的獸腳類恐龍牙齒進行高精度的鑒定，能夠從許多因形態(tài)信息有限而不易分類或歸屬存疑的化石中挖掘出更多有價值的科學信息。但本論文的作者也表示：“機器學習在古脊椎動物學中的應用仍處于起步階段，在形態(tài)變量過少、數據可用性不佳的情況下將無法準確地進行描述。收集更多的數據，建立更大的數據集進行模型的訓練將有望進一步提升該方法對孤立牙齒化石分類的準確性。但在當前，使用基于形態(tài)學傳統(tǒng)鑒定方法對機器學習分析的結果進行交叉檢查依然十分重要。”

????????隨著技術創(chuàng)新的繼續(xù)，在數字化項目等各種積極因素的推動下，將會有更多的信息被用于訓練數據集的創(chuàng)建。在可預見的未來，機器學習很可能會更廣泛地應用在更大范圍的古生物學問題的研究中。作為一種快速發(fā)展新興研究方法，機器學習還會為我們揭示哪些過去不曾了解的古生物信息，值得關注與期待。

本研究的延伸閱讀材料如下。從事機器學習研究工作以及對該研究所用方法感興趣的讀者可以去閱讀論文原文了解更多的方法細節(jié)。

1、論文原文：Machine learning confirms new records of maniraptoran theropods in Middle Jurassic UK microvertebrate faunas, Papers in Palaeontology, 2023, 9, 2, e1487. (https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/spp2.1487)

2、研究簡介1：First British fossils of therizinosaur and troodontid dinosaurs are world's oldest (https://www.nhm.ac.uk/discover/news/2023/april/first-british-fossils-therizinosaur-troodontid-dinosaurs-worlds-oldest.html)

3、研究簡介2：Tiny teeth are revealing the true diversity of British dinosaurs (https://www.nhm.ac.uk/discover/tiny-teeth-revealing-true-diversity-of-british-dinosaurs.html)