中国发现侏罗纪鸟类,揭示鸟类尾巴演化的“关键拼图”

来源:搜狐新闻 分类:历史
中国发现侏罗纪鸟类,揭示鸟类尾巴演化的“关键拼图”

7月2日,《科学进展》发表了一项重大成果。由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王敏领衔,与福建地球科学研究所合作的研究团队,在福建政和县一处化石点,发现了一只1.5亿年前侏罗纪时期的古老鸟类化石。

这种鸟体型非常小,尾巴相对较短。它的尾巴构造处在“长尾恐龙”和“短尾现代鸟”之间,为鸟类尾巴演化路径提供了确凿证据。

这是不虞政和鸟的正型标本图和骨骼复原图,还有“小虞”的卡通形象。图片由王敏提供

不虞政和鸟,是最古老的鸟类之一

从恐龙到鸟类的演化过程中,鸟类最为彻底的变革之一是尾巴的缩短。恐龙的尾巴又长又壮,而现代鸟类尾巴短,通常由4至9块尾椎骨和一块尾综骨构成,尾综骨是由多块尾椎骨愈合形成的。短尾巴使鸟类在空气动力学上得到诸多好处。

从标志性的长尾恐龙演变到以尾综骨为主的短尾鸟类,鸟类祖先经历了怎样过程?由于缺少过渡期化石,这一直困扰着演化生物学界。

关键的证据来自福建政和县的大溪村。当地岩层中保存有大量侏罗纪晚期的动植物化石,包括鱼类、龟类,甚至一些已灭绝的爬行动物,科学家将这些化石群命名为“政和动物群”。

科研人员在这里工作了400多天,于2024年3月再次发掘出一件重要化石——一种新的侏罗纪鸟类,被命名为不虞政和鸟。“政和”作为属名取自化石发现地,种名“不虞”来自《国语·周语》,意指意料之外,因为其独特的尾巴构造。

系统发育学分析表明,在鸟类演化树上,不虞政和鸟比同一时代的政和八闽鸟更为原始,是已知的古老鸟类之一。

填补演化史上的一个空白

长期以来,发育生物学提出一种观点:现代鸟类尾巴的缩短可能仅源于少数基因位点的变化。依照此理论,学界普遍以为演化史上或不存在“尾巴变短但未愈合尾综骨”的过渡物种。之前的化石记录似乎支持这种看法:最早有尾综骨的鸟类(政和八闽鸟)出现在侏罗纪晚期,正当鸟类起源之初,而当时其他鸟类及其恐龙近亲还保留长尾。

不虞政和鸟的发现,改变了这一观念,填补了演化史上的一个空白。

中生代兽脚类恐龙(含鸟类)后肢形态多样性示意图。图片由王敏提供

不虞政和鸟的尾巴仅由15块较短的尾椎骨构成,末端没有融合成尾综骨。相比之下,其他长尾鸟类(如始祖鸟和热河鸟)的尾椎骨数量超过23块,而与鸟类关系更近的多数兽脚类恐龙尾椎骨数量超过30块,它们的尾巴长度接近甚至超过身体。

研究人员通过比较系统发育学,追溯尾巴在恐龙到鸟类转变时的演化路径,发现不虞政和鸟是目前已知尾巴相对最短的长尾副鸟类(副鸟类包括鸟类、驰龙类和伤齿龙类)。证明在鸟类尾巴演化过程中,“尾椎骨数量减少和变短”先于“尾椎骨愈合(形成尾综骨)”发生。这种“逐步演化”的模式,补全了鸟类尾巴演化中的缺失环节。

这种“短不短”的尾巴,给不虞政和鸟带来了实际好处——体重减轻,身体重心前移,尾巴刚性提升,控制尾羽更轻松。因此,它的飞行稳定性和转弯灵活性,比始祖鸟等长尾鸟类强得多。

刷新记录,已知最小型长尾副鸟类

不虞政和鸟还有一个世界纪录:它是目前已知体型最小的长尾副鸟类。其体重在74至163克之间,接近玄凤鹦鹉,体长约20厘米,其股骨长度仅为已知最小恐龙“赵氏小盗龙”的63%,比芝加哥报道的始祖鸟标本还要小10%。

“体型小型化”是鸟类飞行的关键因素之一。政和鸟这副小巧的身架,意味着部分翼龙类

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