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生活在6700万年前的史前齿鸟Janavis finadens颠覆鸟类进化树
2022-12-02 11:53:40   来源:化石网   评论:0 点击:

Janavis finalidens艺术复原图(图片来源:Phillip Krzeminski)Janavis finalidens(右)与近亲鱼鸟的骨骼对比(图片来源:Dr Juan Benito and Dr Daniel Field, University of Cambridge)Janavis

Janavis finalidens艺术复原图(图片来源:Phillip Krzeminski)
 

 
Janavis finalidens(右)与近亲鱼鸟的骨骼对比(图片来源:Dr Juan Benito and Dr Daniel Field, University of Cambridge)
 
 
Janavis finalidens与雉科、鸵鸟等鸟类的头骨、颚骨对比(图片来源:Juan Benito and Daniel Field, University of Cambridge)








生活在6700万年前的史前齿鸟Janavis finadens颠覆鸟类进化树
 
(化石网整理)据中国科学报(王方):一只生活在6700万年前的史前有齿鸟,正在颠覆鸟类进化树。这种名为Janavis finadens的鸟与它的现代近亲(如鸡和鸭)有着共同的关键特征,促使人们重新思考鸟类的进化。
 
据《自然》报道,20年前,研究人员从比利时的采石场中挖出了一块化石,发现它的地层可追溯到白垩纪晚期(1.005亿年前至6600万年前)。彼时,让所有非鸟类恐龙消失的大灭绝事件尚未发生。这个化石被发现时,似乎只包括脊柱、翅膀、肩膀和腿上的少量骨头。
 
在新的研究中,英国剑桥大学古生物学家Daniel Field和同事利用微型计算机断层扫描技术,重新检查了这些骨头,以便更好了解其解剖结构。
 
通过扫描,研究人员将该标本描述为与现代鸟类拥有共同祖先的古代鸟类新物种。当Janavis finadens活着的时候,其体形和苍鹭差不多。这项研究11月30日发表于《自然》。
 
研究小组还发现,其中一块先前被认为是肩胛骨的骨头,实际上来自头骨—— 一种名为翼状骨的骨头。Field说:“它来自头骨一个非常有趣的部分——骨腭。”研究人员利用骨腭的特征,对现存和已灭绝的鸟类进行了分类。
 
世界上有1.1万种鸟类,大多数属于新颚类。它们上颚的关键骨骼是可移动的,这使得鸟类头骨具有独立的移动上喙。而不会飞的鸸鹋、鸵鸟等一小部分鸟类则组成了古颚类,其包括翼状骨在内的上颚骨是融合在一起的。
 
Field表示,长久以来,人们一直认为,所有现代鸟类的最后一个共同祖先生活在大约8000万年前,而新颚类鸟则是古颚类鸟祖先的后裔。在某种程度上,这是因为现代鸟类之前的非鸟类恐龙也有融合的腭部。
 
中国科学院研究鸟类进化的古生物学家Thomas Stidham表示,这种假设很难验证,因为化石中通常缺少这种小巧精致的翼状骨。
 
Janavis finadens的翼状骨可能是未融合的骨腭的一部分,这意味着其上喙是可移动的。Field解释说:“它与现代鸡和鸭的未融合翼状骨相似,表明新颚类鸟的活动腭最先进化,而古颚类的融合腭后来才出现。”
 
Stidham认为,一个问题依然存在,即像Janavis finadens这类物种的不融合腭,是如何从它们融合腭的恐龙祖先那里进化而来的。如果来自白垩纪早期的鸟类化石保存了翼状骨,或许可以回答这个问题。
 
德国森根堡研究所和自然历史博物馆的古鸟类学家Gerald Mayr表示,上颚骨骼对鸟喙的功能至关重要。新颚类鸟未融合的骨腭“增加了喙的灵活性,并改善了喙作为工具的使用”。
 
Stidham表示,融合腭也不一定是缺点,它可以为较大鸟类的喙提供额外支持。虽然结构不同,但两种“版本”的功能基本相同,都能够弯曲并向喙尖传递力量。
 
“无论它们的目的是什么,现代古颚类动物的融合腭可能是趋同进化的一个例子。”Field表示,他们将通过观察现代古颚类动物的早期发育阶段验证这一假设。(原标题:6700万年化石推翻鸟类进化树)
 
相关:挑战百年理论,今日《自然》研究提出现代鸟类演化新观点
 
(化石网整理)据药明康德:1867年,托马斯·赫胥黎(Thomas Huxley)根据颚骨结构的差异对现有的鸟类进行了分类,并且提出了现代鸟类颚骨演化的历程。赫胥黎的假说指导了此后一个半世纪的研究,直到现在,一块化石向这个假说发起了有力挑战。
 
一个多世纪以来,科学界一直认为在恐龙灭绝之后,鸟类才出现了可移动的喙——这正是绝大多数现代鸟类具有的骨骼特征。但在今日《自然》杂志的最新研究中,由剑桥大学领导的团队发现,可移动的喙早在6600万年前的白垩纪恐龙灭绝事件之前就已经出现了。这项发现意味着,我们需要重新认识现代鸟类头骨的形成历史。
 
研究还表明,鸵鸟、鸸鹋等鸟类的头骨发生了“倒退”演化,即在现代鸟类兴起之后,演化回到更原始的状态。
 
根据颚骨的排列方式,当今的超过1万种鸟可以分为两大类。鸵鸟、鸸鹋及其近亲被归类为古颚类,其颚骨与我们的类似,融合成为整块的固体结构。其余鸟类则属于新颚类,它们的颚骨可以通过移动关节连接。这使得它们的喙变得更加灵活,有助于筑巢、梳毛、采集食物以及防御。
 
赫胥黎猜想,古颚类的颚骨结构是现代鸟类出现之前的原始结构,新颚类则是在此之后出现。
 
在最新论文中,研究团队分析的是一种大型的远古鸟类物种:Janavis finalidens。它生活在6670万年前的恐龙时代尾声,是最后的齿鸟之一。
 
20世纪90年代,J. finalidens的化石出土于比利时、荷兰边境地带的采石场。由于化石被岩石包裹,最初科学家只能基于观察到的外表来描述这种鸟类。他们将岩石中延伸出的骨骼描述为肩胛骨碎片。
 
直到最近,剑桥大学的研究团队借助CT扫描技术,真正看清了整个化石的内部结构。他们意识到,之前被认为是肩胛骨的结构其实是头骨。其上颚骨的排列表明,它拥有可移动的灵巧的喙,与多数现代鸟类没有区别。
 
现在,人们常用两个关键特征来区分现代鸟类与恐龙祖先:无齿的喙,以及能移动的上颚。J. finalidens具有牙齿,因此属于远古鸟类;但与此同时,其颚骨却具有现代鸟类的结构。
 
这一发现意味着,现代颚骨的特征,早在古颚类之前就已经出现了。因此,如今鸵鸟与鸸鹋的颚是在现代鸟类出现后,再向回演化而来的。
 
研究团队指出,这一发现并不意味着整个鸟类家族的演化图谱需要重新绘制,但它的确改写了我们对现代鸟类关键特征的理解。
 
至于J. finalidens,它们和其他齿鸟以及非鸟恐龙一样,没有躲过白垩纪大灭绝的厄运。这可能是因为它们与今日秃鹫相近的庞大体型需要更多食物才能生存。不过,正是这些鸟在灭绝之前不久,为我们留下了理解鸟类演化的关键线索。
 
参考资料:
 
[1] Juan Benito et al., Cretaceous ornithurine supports a neognathous crown bird ancestor. Nature(2022) Doi: https://doi.org/10.1038/s41586-022-05445-y
 
[2] Fossil overturns more than a century of knowledge about the origin of modern birds. Retrieved Nov. 30, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/972450

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