提到鸟类,人们往往先想到“会飞”。但一项最新研究显示,并非所有鸟类在起源之初都奔向天空,有的鸟类选择在地面奔跑。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(简称“古脊椎所”)王敏团队与福建省地质科学研究院(简称“福建地科院”)在福建侏罗纪地层中发现了一种新鸟类——杨源𬸚𬸦(yuè zhuó)。相关成果于10月14日发表在《自然》(Nature)上。
这只远古鸟重约821克,长相“亦龙亦鸟”。研究打破了“鸟类的起源和早期演化始终以适应飞行为主”的传统认知,证实鸟类在演化伊始就已出现地栖、不具备飞行能力的生态特化。
中国发现新的侏罗纪鸟类——杨源𬸚𬸦。(三维复原,任文煜制作)
珍贵侏罗纪鸟类化石被发现
从陆栖恐龙向飞翔鸟类的转变,是生命演化中最受瞩目的事件之一。这一转变并非只是长出翅膀,还涉及骨骼、肌肉、神经、表皮衍生物和生理行为的全面改变。
长期以来,学界普遍认为飞行是驱动早期鸟类形态演化的主导力量,自然选择不断推动鸟类变得更会飞。宏演化模型推测,鸟类的起源和早期分异发生在侏罗纪。但这一关键地质时期鸟类化石记录极度匮乏,典型鸟类身体构型如何出现,一直缺乏明确化石证据。
福建政和动物群的发现,正在填补这一空白。
古脊椎所和福建地科院在福建省内晚中生代地层开展综合研究。过去4年,团队历经440余天野外发掘,发现了保存奇异福建龙、政和八闽鸟、不虞政和鸟的侏罗纪政和动物群。
2024年8月,他们在距离政和动物群核心化石点不远的地方,找到一套与保存福建龙等化石相当的沉积层位,并发现新的侏罗纪鸟类,命名为杨源𬸚𬸦。其种名“杨源”来自政和动物群所在的政和县杨源乡;属名“𬸚𬸦”源自中国古代传说中的神鸟——《国语·周语上》记载,“周之兴也,𬸚𬸦鸣于岐山”。
杨源𬸚𬸦正型标本和骨骼复原图。王敏供图
复杂镶嵌演化,亦龙亦鸟
杨源𬸚𬸦身上同时出现恐龙和鸟类的特征,呈现“高度镶嵌演化”。
它的头骨具有伤齿龙类的典型特征:前上颌齿和上颌齿密集排列,上颌齿列长,牙齿基部没有收缩,后缘发育锯齿。不过,其头骨骨骼整体纤细,齿骨牙齿数目较少,泪骨前支短小,这些形态又与原始鸟类相近。
它的足部保存了恐爪龙类独有的特化第二趾,这根趾骨强烈向背侧弯曲,用于撕裂、捕捉猎物,显示其强有力的抓握或奔跑能力。
在恐龙到鸟的演化过程中,前肢变长是非常明显的趋势,因为前肢最终要变成翅膀。然而,𬸚𬸦的前肢很短。宏演化计算结果显示,𬸚𬸦是已知前肢相对最短的中生代鸟类,甚至比某些善奔跑的驰龙类还要短。
中生代兽脚类恐龙(包括鸟类)谱系树,以及前肢长度在恐龙-鸟类的宏演化。王敏供图
与此同时,𬸚𬸦头后形态结构具有许多进步鸟类特征,包括尾椎的前、后关节突退化、髂骨前部伸长、腓骨缩短等。其发达的耻骨联合却与伤齿龙类相似。
𬸚𬸦究竟是龙还是鸟?这一疑问也曾困扰论文审稿人。最初,由于杨源𬸚𬸦身上有太多典型恐爪龙类特征,论文甚至遭遇过拒稿。
为了回答“它是谁”,王敏等进行了综合性分支系统学分析,结果证明𬸚𬸦与政和鸟互为姐妹群,组成新的早期鸟类分类单元——政和鸟科。
𬸚𬸦较同一时代的八闽鸟更原始,是已知最原始的鸟类之一。研究团队还进行了约束分析:若将𬸚𬸦强制归入恐爪龙类,演化树需额外增加14个演化步长,进一步证明𬸚𬸦属于鸟类,而非恐爪龙类。这些综合性系统发育分析最终说服了四位论文审稿人。
鸟类起源阶段,已爆发出丰富生态多样性
杨源𬸚𬸦是怎么生活的?
研究团队分析发现,𬸚𬸦在前肢比例的形态空间中远离树栖、水栖及涉禽类群,反而落在现生地栖鸟类和丧失飞行能力鸟类的重叠区域。它还具有一些不适合飞行的特征,比如较大的锁骨间夹角、梯形乌喙骨等,说明𬸚𬸦是一种不具备飞行能力、却适应陆地奔跑生活的食肉性鸟类。
生态形态分析显示杨源𬸚𬸦为地栖性,不具备飞行能力;几何形态测量学揭示杨源𬸚𬸦具有恐爪龙类特化的第二趾。王敏供图
杨源𬸚𬸦的发现,填补了鸟类演化历程中关键的时空演化空白。作为目前已知最早的不具备飞行能力的鸟类,𬸚𬸦的出现打破了飞行单向演化假说,证明鸟类身体结构演化并非沿着“优化飞行”的单一路径线性前进,而是伴随着快速生态位探索的复杂过程。
迄今,政和动物群已经发现了适应奔跑的奇异福建龙、具有尾综骨的政和八闽鸟、尾巴缩短和体形娇小的不虞政和鸟,现在又出现了前肢缩短、适应地栖的杨源𬸚𬸦。这表明,在鸟类起源阶段就已爆发出丰富的生态多样性。政和动物群记录了这一关键演化瞬间。
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