“我们每天都在担心，生怕某块好材料被错过，或者被化石贩子们给毁坏了。”徐的同事周忠和研究员补充道。2003年,他带领的课题组获中国科学院首届“杰出成就奖”。
为了拿到更多的材料，徐星、周忠他们每年都要花上几个月的时间进行野外发掘，经常出没于大漠深处，往往饮用水需要到几百公里外的地方去拉，十天半月看不到一个当地人。
“化石材料身上携带的信息表面上看很简单，多半时候只有骨骼，但就在这简单的‘石化骨’中，无数的信息向外辐射，从化石中发现并阐释进化论的各种证据非常重要。”徐星指出，发现具有偶然性，但阐释出进化论的证据则必须在一定的理论指导下，需要深厚的理论基础。
在五彩湾，身为研究员的徐星与美国等国外科学家一道发现了一种生活在距今1.6亿年前的小型食肉恐龙的化石，并判断它很可能是身体庞大、性情凶猛的霸王龙的祖先。徐星将其命名为“五彩冠龙”，其属名“冠龙”说明该龙最引人注目的特征--有着一个大而脆弱、充满空气的头冠，是除了鸟类之外的任何恐龙之中的最精致的头冠，完全可以媲美脊椎动物中一些经典的夸张的装饰性特征；种名“五彩”则是取起发现与出土的地名，也表明该地周边是色彩绚烂的岩石。
同为暴龙一族，冠龙的身材显然是太“娇小”了。化石证据显示，它大概只有3米长，站立起来不到1米，和白垩纪时期长10多米、高达4米以上的霸王龙完全不能相比。五彩冠龙化石展示了霸王龙的祖先是如何从小型食肉动物，向大型凶猛恐龙进化的过程，这一过程花费了约1亿年。
五彩冠龙化石的发现纯属巧合。当时，科学家们在五彩湾一处河床湿地中偶然发现一段化石标本裸露在土层外，几经努力，2002年，科学家在那里一处上侏罗纪地层发掘出两具几近完好的恐龙化石，一头叠压另一头。其中一具化石头部具有不同寻常的薄冠，另一具化石头部上则没有，但有碎裂痕迹。科学家推测，从裂痕来看，这具恐龙化石头骨上的薄冠可能已经脱落。
以徐星为首、美国和加拿大科学家参加的研究小组随后对冠龙化石进行了整理和研究，并将研究成果发表在当年的《自然》杂志上。
暴龙被认为是最凶猛的一种恐龙。自1905年对其命名以来，人们对它的研究就从未停止过。此前，科学家发现的最古老的暴龙属距今1.5亿年的祖母暴龙，但该物种的化石材料极为有限，仅为一块耻骨的残片。之后是距今1.3亿年的帝龙，其骨骼相当完整，是此前发现的最确凿的原始暴龙类恐龙。它是2004年徐星等研究人员在辽宁省北票市发现的，当时于国内外尚属首次发现。
不过，五彩冠龙化石又更新了帝龙是原始暴龙祖先的理论，成为迄今最确凿、最古老的原始暴龙类恐龙，比帝龙足足早了3000万年。另外，科学家此前发现的体型巨大的暴龙，大部分生活在距今8000多万年的白垩纪，而五彩冠龙则真正生活在距今1.6亿年的侏罗纪，填补了暴龙进化中化石证据的一大空白。它所表现出的很多意想不到的原始的骨骼等特征组合给本来所知甚少的虚骨龙类的早期“信息”带来了新的研究方向。
“五彩冠龙的骨质冠非常特别，与现代许多鸟类头部的求偶标志非常相似，这可能是鸟类与兽脚恐龙起源于同一祖先的证据之一。”徐星的学生邢立达从另一角度说。
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