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白堊紀(jì)記錄了鳥類如何從恐龍演化而來,并出現(xiàn)了獨(dú)有的體型特征。在這一演化階段,大部分鳥類已經(jīng)演化出大量與現(xiàn)生鳥類相似的形態(tài)特征,與最原始的始祖鳥在形態(tài)上差異巨大?;渗B類卻屬于“少數(shù)派”,看上去更原始,化石保存也更為稀少,對它們的研究也因此受限。
1月3日,《自然—生態(tài)與進(jìn)化》發(fā)表了由中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(以下簡稱古脊椎所)完成的一項研究,報道了一種新的基干鳥類——朱氏克拉通鷙,發(fā)現(xiàn)“保守”的它們卻努力突破了演化的限制。
克拉通鷙出現(xiàn)在距今1.35—1.2億年熱河生物群,研究人員見到它時,就發(fā)現(xiàn)它與原始的獸腳類恐龍在頭骨形態(tài)上相差無幾,并未演化出現(xiàn)生多數(shù)鳥類具有的頭骨可動性,在演化上比較保守。與之相對的是,它的身體骨骼已經(jīng)具有大量鳥類的進(jìn)步特征。論文通迅作者、古脊椎所研究員王敏表示,這說明克拉通鷙的頭骨和身體有著模塊化演化的特點(diǎn)。
克拉通鷙最奇怪的特征是具有特別長的肩胛骨和第一蹠骨(相當(dāng)于腳掌最內(nèi)側(cè)的骨骼)。研究人員通過比較分支系統(tǒng)學(xué)的方法,追溯了這兩塊骨骼在恐龍—鳥類演化過程中的動態(tài)軌跡。
肩胛骨是鳥類飛行結(jié)構(gòu)的重要組成部分。王敏解釋,原本肩胛骨在獸腳類恐龍中比在鳥類中更易發(fā)生長度的改變,而克拉通鷙的肩胛骨獨(dú)立加長,有可能是適應(yīng)飛行的一種嘗試,因為加長的肩胛骨能夠擴(kuò)大控制向下扇動翅膀的肌肉的附著面積。
“不僅如此,在恐龍—鳥類演化中,第一蹠骨通常是越變越短的,比如第一蹠骨在鳥類中的相對長度比例要遠(yuǎn)小于原始的獸腳類恐龍,且鳥類第一蹠骨的比例在其分異伊始就已經(jīng)確立。然而,克拉通鷙的第一蹠骨的相對長度遠(yuǎn)超其他鳥類和多數(shù)恐龍,意味著這是獨(dú)立演化的結(jié)果。”
王敏表示,這一結(jié)論也可以從第一蹠骨的系統(tǒng)發(fā)育信號的變化中得到證實,因為他們發(fā)現(xiàn),克拉通鷙受系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系影響的程度在獸腳類恐龍中是比較高的。另外,他們還提出,第一蹠骨的異常增長有可能是因為克拉通鷙有著類似猛禽一樣的生態(tài)習(xí)性。
“克拉通鷙獨(dú)特的肩胛骨和蹠骨顯示了在個體發(fā)育、自然選擇和生態(tài)功能機(jī)會的動態(tài)作用下,一些看似演化相對保守的骨骼‘擺脫了限制’而發(fā)生演化變化的現(xiàn)象。”王敏認(rèn)為,這項研究幫助科學(xué)家豐富了對基干鳥類早期分異的認(rèn)知。