中国科学家发现1.2亿年前早期新证据 解答鸟类何以自恐龙演化
近期,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的科研人员,于辽西热河生物群新发现“朱氏克拉通鸷”,其为长著恐龙头骨和怪异身体的白垩纪鸟类,为解答鸟类如何自恐龙演化,并演化出独有的形态特征提供了新的化石证据。相关成果已发表在国际学术期刊《自然-生态与进化》上。
据央视报道,中生代记录鸟类如何自恐龙演化并演化出独有的体型特征,该演化阶段鸟类谱系的多样性,以反鸟类和今鸟型类构成的鸟胸类为主,而后者已演化出大量与现生鸟类相似的形态特征,与最原始的鸟类,即始祖鸟,在形态上巨大差异。演化位置介于二者之间的非鸟胸类鸟类(简称基干鸟类)为填补这一鸿沟提供重要信息。然而,由于长期受限于化石发现,对基干鸟类早期分异的研究被限制。是次发现的鸟类刚好属于距今1.35亿至1.2亿年的热河生物群基干鸟类巾帼鸟科的新属种,研究人员将其命名为“朱氏克拉通鸷”。
据悉,在头骨形态上,克拉通鸷与兽脚类恐龙相差无几,尤其保留了原始主龙类双颞孔的结构,即上、下颞孔独立于眼眶且相互分离,翼骨具有膨大的方骨支,犁骨粗大。这都说明克拉通鸷并未演化出现生多数鸟类具有的头骨可动性,即上颌独立于脑颅和下颌发生运动。不过,克拉通鸷的头后骨骼已具大量鸟类的进步特征,如骨化的胸骨、加长的前肢、缩短的尾骨、对握的脚爪等,反映头骨和身体的模块化演化,头骨特别是颞区和腭区在演化上比较保守。
最特别的是,克拉通鸷具有异常长的肩胛骨和第一跖骨,通过比较分支系统学的方法,研究人员追溯了两块骨骼在恐龙—鸟类演化过程中的动态轨迹。研究人员发现,相比兽脚类恐龙,肩胛骨在鸟类中更易发生长度变化,其在克拉通鸷中的独立加长,或许是适应飞行的一种尝试,因这可以扩大控制向下扇动翅膀的肌肉的附著面积。
至于第一跖骨的相对长度,克拉通鸷远超过其他鸟类和多数恐龙。在恐龙—鸟类演化中,第一跖骨显示出缩短的趋势,如在鸟类中,其相对长度比例远小于原始的兽脚类恐龙,而鸟类第一跖骨的比例在其分异伊始就已经确立。第一跖骨在克拉通鸷中的加长是独立演化的结果。第一跖骨的系统发育信号的变化亦证实了该结论,即其受系统发育关系影响的程度在兽脚类恐龙中较高,但在接近副鸟类时降低。
报道进一步指,研究人员利用生态主轴分析,结合巨大的第一脚趾和弯曲的脚爪,提出第一跖骨的异常增长,或与克拉通鸷类似猛禽一样的生态习性有关。克拉通鸷独特的肩胛骨和跖骨,显示在个体发育、自然选择和生态功能机会的动态作用下,一些看似演化相对保守的骨骼“摆脱了限制”而发生演化变化的现象。