距今1.27億年前的原始鳥(niǎo)類迷惑巾幗鳥(niǎo)化石和復(fù)原圖。
新華社北京10月23日電(記者 屈婷)一類名為“迷惑巾幗鳥(niǎo)”的早白堊世原始鳥(niǎo)類,可能是目前已知僅晚于“孔子鳥(niǎo)”的、最原始的具有“短尾巴”的鳥(niǎo)類。但它又有許多獨(dú)特的形態(tài)特征,其珍貴程度毫不遜色于“孔子鳥(niǎo)”。
這只距今約1.27億年前的巾幗鳥(niǎo),2017年發(fā)現(xiàn)于河北圍場(chǎng)地區(qū)的熱河生物群。其屬名取自“巾幗”,寓意其“珍貴”,以此致敬所有工作在一線的女性科研人員。
近日,來(lái)自中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)顯示:它就像沙雞般大小,體重約250克,有短且小的翅膀,可能“飛行能力并不強(qiáng)”。但它卻揭示了早期鳥(niǎo)類演化的一個(gè)獨(dú)特現(xiàn)象——發(fā)育的可塑性。
研究主導(dǎo)者、中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員王敏比喻說(shuō),就像昆蟲(chóng)研究中果蠅會(huì)因?yàn)閴毫Χ淖兂崦}結(jié)構(gòu)一樣,在巾幗鳥(niǎo)的身上也體現(xiàn)出環(huán)境改變對(duì)個(gè)體發(fā)育過(guò)程產(chǎn)生的影響,進(jìn)而引發(fā)了形態(tài)結(jié)構(gòu)的“改變”。
證據(jù)就是一塊愈合的、與飛行有關(guān)的骨骼,稱之為肩胛烏喙骨。
在近乎所有具有飛行能力的現(xiàn)代鳥(niǎo)類中,肩胛骨和烏喙骨通常是相互分離的。但如果追溯到鳥(niǎo)類開(kāi)始征服天空的時(shí)間點(diǎn),會(huì)驚奇地發(fā)現(xiàn):被譽(yù)為已知“最早具有角質(zhì)喙的鳥(niǎo)類”的孔子鳥(niǎo)的這兩塊骨頭是愈合的,如同鳥(niǎo)類的祖先恐龍那樣,說(shuō)明這是一種“相當(dāng)原始”、返祖的特征。
在巾幗鳥(niǎo)“橫空出世”前,這一現(xiàn)象曾讓古鳥(niǎo)類專家迷惑不解。畢竟,孔子鳥(niǎo)是1996年發(fā)現(xiàn)于遼寧省朝陽(yáng)地區(qū),距今約1.3億年。它之所以成為熱河生物群中最為著名的原始鳥(niǎo)類化石之一,是因?yàn)樗且阎白钤缇哂薪琴|(zhì)喙的鳥(niǎo)類”。但沒(méi)有人知道,為什么“比始祖鳥(niǎo)更像鳥(niǎo)”的孔子鳥(niǎo),它的肩胛骨和烏喙骨如同鳥(niǎo)類的祖先恐龍那樣,反而是愈合的?
國(guó)家自然科學(xué)基金委基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目“克拉通破壞與陸地生物演化”團(tuán)隊(duì)成員赴冀北野外考察。
骨架完整的巾幗鳥(niǎo)“完美”地補(bǔ)上了缺失的證據(jù)鏈。它和此前發(fā)現(xiàn)的、部分骨骼缺失的重明鳥(niǎo)是姐妹群,構(gòu)成“巾幗鳥(niǎo)科”。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)原始鳥(niǎo)類骨組織結(jié)構(gòu)的分析認(rèn)為,愈合的肩胛烏喙骨是在孔子鳥(niǎo)目和巾幗鳥(niǎo)科中獨(dú)立發(fā)生的,而愈合的發(fā)生可能源自這兩個(gè)類群較快的生長(zhǎng)速度。
科學(xué)家推測(cè),也許是環(huán)境的壓力,使得巾幗鳥(niǎo)和孔子鳥(niǎo)類必須縮短達(dá)到成年需要的時(shí)間,才能提高存活的概率。但這也帶來(lái)了“副作用”:加快的成骨作用使得尚處在軟骨階段的肩胛骨和烏喙骨在骨化過(guò)程中“未來(lái)得及”相互分離就愈合了。
古環(huán)境和食性的研究為追溯巾幗鳥(niǎo)的生態(tài)提供了線索。在早白堊世,河北地區(qū)除了零星的湖泊,遍布茂盛的樹(shù)木。巾幗鳥(niǎo)保存有胃石,極有可能說(shuō)明它是植食性的。通過(guò)對(duì)比巾幗鳥(niǎo)和現(xiàn)代鳥(niǎo)類翅膀的幾何形態(tài),科學(xué)家發(fā)現(xiàn)它的翅膀結(jié)構(gòu)與生活在茂密樹(shù)林里的鳥(niǎo)類相似,短而小的翅膀恰好能夠在林間輾轉(zhuǎn)騰挪、快速旋轉(zhuǎn),幫助它采食。
王敏說(shuō):“巾幗鳥(niǎo)最大的意義在于它進(jìn)一步表明,在討論鳥(niǎo)類或者其他生物的早期演化,特別是鑲嵌演化時(shí),發(fā)育可塑性是一個(gè)非常關(guān)鍵的因素。”
巾幗鳥(niǎo)正是一個(gè)“高度鑲嵌演化”的例子:它的短尾巴、退化的手指、加長(zhǎng)的前肢等,是典型的鳥(niǎo)類特征;但同時(shí)它的齒列、部分頭骨和肩帶形態(tài)又和獸腳類恐龍非常相似。因此,科學(xué)家將“迷惑”定為它的種名。
巾幗鳥(niǎo)并不是現(xiàn)代鳥(niǎo)類的直系祖先。它是一種更為原始的鳥(niǎo),與后來(lái)演化到今天的今鳥(niǎo)型類相比,已成為時(shí)光隱藏的傳說(shuō)。從化石中打撈這段“地球記憶”,對(duì)今人有何意義?
王敏簡(jiǎn)單地回答道:“認(rèn)識(shí)自然,是我們的天性?!?/p>
(文中圖片均由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究提供)
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中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)原始鳥(niǎo)類“迷惑巾幗鳥(niǎo)”
中科院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所周忠和團(tuán)隊(duì)2017年在河北省早白堊世的大北溝組發(fā)現(xiàn)了這種原始鳥(niǎo)類,其屬名取自“巾幗”,旨在向女性科研人員致敬。2018-09-26 17:57:11
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