我科學家探索鳥類頭骨演化奧秘
【科技前沿】
本報北京12月8日電(記者齊芳) 現生鳥類雖然沒有“手”,但具有極其靈敏的喙,能夠取代“手”完成大量精細的動作。研究認為,這是由於現生鳥類具有頭骨可動性——其qi頭tou部bu的de部bu分fen骨gu骼ge能neng夠gou發fa生sheng相xiang互hu獨du立li的de運yun動dong。但dan是shi鳥niao類lei的de始shi祖zu恐kong龍long並bing不bu具ju備bei這zhe樣yang奇qi特te的de構gou造zao,那na麼me,演yan化hua是shi從cong何he時shi開kai始shi的de?又you是shi怎zen樣yang發fa生sheng的de呢ne?
近日,自然指數期刊eLife發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王敏、托馬斯、zhouzhonghejiqihezuozheguanyuzaoqiniaoleitouguyanhuadelunwen,tongguogaojingdusanweisaomiaohefuyuan,jieshilezhongshengdainiaoleitougubaoliuledaliangzhulongleideyuanshitezheng,chengxianchumokuaihuadeyanhua。
王敏介紹,鳥類和部分有鱗類的頭骨可動性主要依賴分布於吻部的屈撓帶和兩個骨骼通道得以實現:由方骨—方顴骨—顴骨—上頜形成的“側麵通道”和由方骨—翼骨—齶骨—犁骨在齶麵構成的“齶麵通道”。簡單說來,隨著方骨的前、後轉動,這兩個通道上的骨骼通過可動關節發生位移,就像傳送帶一樣完成嘴巴的張開和閉合。而這兩個“通道”在鳥類的祖先——非鳥類恐龍中並不具備,“長期以來受化石保存和研究手段的限製,頭骨主要區域的形態功能,特別是上述通路在鳥類演化曆史中是如何變化的並不清楚”。
研究中,團隊利用高精度CT對(dui)此(ci)前(qian)他(ta)們(men)發(fa)現(xian)的(de)中(zhong)生(sheng)代(dai)反(fan)鳥(niao)類(lei)雅(ya)尾(wei)鵷(鵷)鶵(鶵)的(de)頭(tou)骨(gu)進(jin)行(xing)三(san)維(wei)複(fu)原(yuan),重(zhong)建(jian)了(le)幾(ji)乎(hu)所(suo)有(you)頭(tou)骨(gu)骨(gu)骼(ge)的(de)立(li)體(ti)形(xing)態(tai),包(bao)括(kuo)構(gou)成(cheng)頭(tou)骨(gu)可(ke)動(dong)性(xing)通(tong)道(dao)的(de)骨(gu)骼(ge)。
研究結果顯示,鵷鶵保留了典型的主龍類雙顳弓的顳區結構,限製了顴骨的前後移動,說明其“側麵通道”bingweixingcheng。qieguzexianshichujinbudetezheng,ruqueshiquangutu,congerbuzaishishoujiaoleikonglongyihuoshizuniaonayangdesishexing。yanjiurenyuanliyongjihexingtaiceliangdefangfazhuisueguzaikonglong—鳥類演化過程中的形態變化,提出顴骨突的缺失是鳥類齶骨形態“現代化”的第一步。王敏說:“相較於顳區和齶區的‘保守’,鵷鶵的其他頭骨形態都呈現出典型的、進步的鳥類特征,說明頭骨不同部位的演化速度是非均一的。這樣原始和進步的形態特征同時出現,就是典型的鑲嵌演化。”
周忠和認為,以鵷鶵為代表的反鳥類是中生代鳥類演化最成功的一個類群,他們保留了原始的非可動性頭骨,“說明在鳥類演化曆程上,這一形態功能特征和多樣性演化之間的相互促進關係,是發生在反鳥類從鳥類主幹上分開之後的”。周忠和說:“反(fan)鳥(niao)類(lei)雖(sui)然(ran)曾(zeng)分(fen)布(bu)全(quan)球(qiu),但(dan)都(dou)消(xiao)失(shi)在(zai)白(bai)堊(e)紀(ji)末(mo)期(qi)的(de)大(da)滅(mie)絕(jue)事(shi)件(jian)中(zhong),而(er)具(ju)有(you)可(ke)動(dong)性(xing)頭(tou)骨(gu)的(de)今(jin)鳥(niao)型(xing)類(lei)則(ze)存(cun)活(huo)下(xia)來(lai),並(bing)在(zai)新(xin)生(sheng)代(dai)快(kuai)速(su)演(yan)化(hua)並(bing)形(xing)成(cheng)所(suo)有(you)現(xian)代(dai)鳥(niao)類(lei)。這(zhe)表(biao)明(ming),是(shi)頭(tou)骨(gu)可(ke)動(dong)性(xing)增(zeng)加(jia)了(le)個(ge)體(ti)在(zai)麵(mian)臨(lin)極(ji)端(duan)選(xuan)擇(ze)壓(ya)力(li)時(shi)的(de)適(shi)應(ying)性(xing)。”
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