距今約15000萬年前的侏羅紀是中生代的第二個紀,也是我們都聽過的恐龍世界。學界推測鳥類的起源和早期分異發生在侏羅紀。長期以來,學界普遍認為飛行的選擇壓是驅動早期鳥類形態演化的主導力量。
近日,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所和福建省地質科學研究院研究確認了侏羅紀時期一個新物種,確定該物種為鳥類。但這個新鳥類打破了「鳥類的起源和早期演化始終以適應飛行為主」的傳統認知。
該成果於北京時間10月14日晚發表於國際學術期刊《自然》。這個侏羅紀新鳥類有什麼特徵?如何進一步豐富侏羅紀世界鳥類圖譜?
恐龍是怎麼變成鳥的?這是最為矚目的生命演化事件之一。宏演化模型推測鳥類的起源和早期分異發生在侏羅紀。論文通訊作者和共同第一作者、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員王敏表示,長期以來,學界普遍認為飛行的選擇壓力是驅動早期鳥類形態演化的主導力量。大量與飛行相關的特徵在鳥類和其恐龍近親的獨立出現,似乎也支持這一觀點。
王敏介紹:
- 第一,在恐龍到鳥演化過程中一個明顯的變化就是體型變小。
- 第二就是以羽毛為代表的皮膚衍生物會變得越來越複雜,更好地去適應飛行功能的要求。
- 第三就是它的前肢會變得越來越長,因為大部分的鳥類它的前肢都要比後肢長的,即便是現在的家雞家鵝,它們的飛行能力雖然已經弱化了,但它們的前肢仍然要比後肢長的。
所以此前大多數的研究人員都認為在鳥類起源的早期,飛行是一個非常重要的選擇壓力。
然而,事實上,侏羅紀這一關鍵地質時期的鳥類化石紀錄極度匱乏,學界對於典型的鳥類身體構型如何出現的,一直缺乏明確的化石證據。為了填補這一關鍵的演化空白,中國科學院古脊椎所和福建地科院開展了在福建省內晚中生代地層和古生物學的綜合研究,在過去4年中,經歷了450多天的野外發掘。王敏介紹,2024年8月,團隊在離政和動物群核心化石點不遠的地方,找到一套和保存福建龍等化石相當的沉積層位,隨即發現一個不同尋常的化石。
王敏表示,這個化石暴露的時候在野外就已經看出它的頭骨。當時我們根據這個頭骨顯示出它很有可能是恐龍或者是鳥類,那麼在這樣一個時間段不管發現是恐龍還是鳥,它都是極其重要的,所以在野外我們就確定這個標本是非常重要的。
此後,團隊進行了深入的分析研究。這個動物體重約821克,頭骨具有傷齒龍類的典型特徵,同時又呈現與原始鳥類相近的特徵。最奇特的是它的足部保存了恐爪龍類獨有的特化第二趾,顯示其強有力的抓握或奔跑能力。此外,它前肢很短,頭後形態結構具有許多進步的鳥類特徵。它究竟是恐龍還是鳥?王敏團隊最終確認是已知最原始的鳥類之一。
王敏解釋,主要證據是身體骨骼形態結構的全面分析以及系統發育分析的綜合考量兩個方面。它顯示出了一種非常獨特的恐龍和鳥類特徵的組合體,包括它具有像一些肉食性恐龍這樣強烈彎曲的第二腳趾,這種結構也是在鳥類當中的首次發現。
團隊將這個新鳥類命名為楊源𬸚𬸦。楊源指化石發現地福建政和縣楊源鄉,𬸚𬸦源自中國古代傳說中的神鳥。研究團隊分析認為,𬸚𬸦遠離樹棲、水棲及涉禽類群,反而落在現生地棲鳥類和喪失飛行能力鳥類的重疊區域。結合其較大的鎖骨間夾角、梯形烏喙骨等特徵,都說明𬸚𬸦是一種不具備飛行能力,卻適應陸地奔跑生活的食肉性鳥類。
王敏表示,一個很明顯的特徵就是𬸚𬸦的前肢非常短小。可以想像鴕鳥的前肢很短,它很顯然不具備飛行能力,但大多數其他中生代的鳥類,包括始祖鳥,或者比始祖鳥更進步的一些其他鳥類,它的前肢其實已經非常長了,甚至接近超過後肢的長度。但是楊源𬸚𬸦的前肢是明顯短於後肢的,而且它的一些肩帶結構也顯示出它並不具備飛行能力。它可能在遇到特殊情況的時候,會突然煽動幾下翅膀,讓它進行一個短距離的滑翔。只是基於標本的保存或者我們對生物動力學的研究還並沒有那麼透徹,所以我們不能完全排除它能不能進行一些短距離的滑翔。
王敏進一步指出,從演化樹上看,𬸚𬸦是一種晚於始祖鳥又早於其他中生代鳥類的最原始鳥類之一。𬸚𬸦的演化樹上要比始祖鳥更進步,也就是說它和現在的鳥類的距離更近,但是要比中生代發現的其他鳥類要更接近於始祖鳥,所以可以把它理解為僅次於始祖鳥的最古老的鳥類。
更重要的是,楊源𬸚𬸦的發現填補了鳥類演化歷程中關鍵的時空演化空白。作為目前已知最早的不具備飛行能力的鳥類,𬸚𬸦的出現打破飛行的單向演化假說,證明鳥類身體結構的演化並非沿着「優化飛行」這一單一路徑線性前進,而是一個伴隨着快速生態位探索的複雜過程。
王敏介紹,在鳥類演化早期,可能並不是所有鳥類的骨骼結構都朝着適應飛行的選擇壓力去演化,反而是有一些其他的類群,它們可能更加適應地棲或者在陸地上生活的生態習性,只是我們之前並沒有在化石當中找到它們。這意味着在鳥類演化節點早期,它的生態分異要比我們之前的認識要更為豐富一些。這也就說明了對於鳥類起源這樣一個非常重要的演化事件,還是需要大量的化石證據幫助我們豐富對它的理解。
迄今,政和動物群已經發現了適應奔跑的奇異福建龍,具有尾綜骨的政和八閩鳥,尾巴縮短和體型嬌小的不虞政和鳥,現在又出現了前肢縮短、適應地棲的楊源𬸚𬸦。這些發現表明在鳥類的起源階段,就已經爆發出了豐富的生態多樣性。政和動物群恰似一部超高分辨率的時空相機,記錄了從恐龍到鳥這一關鍵演化瞬間。
(來源:中央廣播電視總台中國之聲)

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