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牛津大學(xué) | 化石推翻了一個(gè)多世紀(jì)以來關(guān)于現(xiàn)代鳥類起源的知識(shí)

指南者留學(xué) 2022-12-01 09:20:28 閱讀量：1219

來自劍橋大學(xué)和馬斯特里赫特自然歷史博物館的研究人員發(fā)現(xiàn)，99%的現(xiàn)代鳥類的關(guān)鍵頭骨特征之一——可移動(dòng)的喙——在6600萬年前殺死所有大型恐龍的大滅絕事件之前就已經(jīng)進(jìn)化了。   這一發(fā)現(xiàn)還表明，鴕鳥、鴯鹋和它們的近親的頭骨“向后進(jìn)化”，在現(xiàn)代鳥類出現(xiàn)后恢復(fù)到更原始的狀態(tài)。   利用CT掃描技術(shù)，劍橋大學(xué)的研究小組從一種新的大型古代鳥類的上顎(或上顎)上識(shí)別了骨頭，他們將其命名為Janavis finalidens。它生活在恐龍時(shí)代的末期，是現(xiàn)存的最后一批有牙齒的鳥類之一。它的上顎骨的排列表明，這種“恐龍鳥”有一個(gè)靈活靈巧的喙，幾乎與大多數(shù)現(xiàn)代鳥類的喙沒有區(qū)別。   一個(gè)多世紀(jì)以來，人們一直認(rèn)為能夠移動(dòng)喙的機(jī)制是在恐龍滅絕之后進(jìn)化出來的。然而，發(fā)表在《自然》雜志上的新發(fā)現(xiàn)表明，我們對(duì)現(xiàn)代鳥類頭骨如何形成的理解需要重新評(píng)估。   今天地球上大約有11000種鳥類，根據(jù)它們上顎骨的排列，每一種都被分為兩種拱型鳥類中的一種。鴕鳥、鴯鹋和它們的親緣動(dòng)物被歸為古頜組，也就是“古頜”組，這意味著它們和人類一樣，上顎骨融合在一起成為一個(gè)固體塊。   所有其他種類的鳥類都被歸為neognath，或“現(xiàn)代頜骨”類群，這意味著它們的上顎骨是由一個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)連接的。這使得它們的喙更加靈巧，有助于筑巢、梳理毛發(fā)、收集食物和防御。   這兩個(gè)類群最初是由英國(guó)生物學(xué)家托馬斯·赫胥黎(Thomas Huxley)分類的。赫胥黎因公開支持查爾斯·達(dá)爾文的進(jìn)化論而被稱為“達(dá)爾文的斗牛犬”。1867年，他將所有現(xiàn)存的鳥類分為“古代”和“現(xiàn)代”頜骨組。赫胥黎的假設(shè)是，“古代”的頜骨結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代鳥類的原始條件，而“現(xiàn)代”的頜骨是后來才出現(xiàn)的。   該論文的資深作者、劍橋大學(xué)地球科學(xué)系的丹尼爾·菲爾德博士說:“從那以后，這種假設(shè)一直被認(rèn)為是理所當(dāng)然的。”“這種假設(shè)持續(xù)下來的主要原因是，我們沒有任何保存完好的現(xiàn)代鳥類起源時(shí)期的鳥類腭骨化石。”   這塊名為Janavis的化石于上世紀(jì)90年代在比利時(shí)和荷蘭邊境附近的一個(gè)石灰石采石場(chǎng)被發(fā)現(xiàn)，并于2002年首次被研究。它可以追溯到6670萬年前，也就是恐龍滅絕的最后時(shí)期。由于化石被包裹在巖石中，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家只能根據(jù)他們從外部看到的情況進(jìn)行描述。他們把從巖石中伸出來的骨頭碎片描述為頭骨和肩胛骨的碎片，并把這塊看起來不起眼的化石放回了儲(chǔ)藏室。   近20年后，這塊化石被借給了菲爾德在劍橋的研究小組，當(dāng)時(shí)還是博士生的胡安·貝尼托博士開始對(duì)它進(jìn)行另一種研究。   “自從這塊化石首次被描述以來，我們已經(jīng)開始對(duì)化石使用CT掃描，這使我們能夠看穿巖石，查看整個(gè)化石，”貝尼托說，他現(xiàn)在是劍橋大學(xué)的博士后研究員，也是這篇論文的主要作者。“我們對(duì)這塊化石寄予厚望——最初據(jù)說它含有頭骨材料，這種材料通常不會(huì)被保存下來，但我們?cè)贑T掃描中看不到任何看起來像來自頭骨的東西，所以我們放棄了，把化石放在了一邊。”   在新冠肺炎封鎖的早期，貝尼托再次把化石拿了出來。“早期對(duì)化石的描述根本說不通——有一塊骨頭讓我很困惑。我不明白最初被描述為肩骨的東西怎么可能真的是肩骨，”他說。   “這是幾個(gè)月來我第一次面對(duì)面交流:胡安和我有一次社交距離的戶外會(huì)議，他把神秘的化石骨頭遞給了我，”菲爾德說，他也是劍橋動(dòng)物博物館鳥類學(xué)館長(zhǎng)。“我能看出來這不是一塊肩胛骨，但它有一種熟悉的感覺。”   貝尼托說:“后來我們意識(shí)到，我們以前在火雞頭骨中見過類似的骨頭。”“由于我們?cè)趧蛩龅难芯浚覀兊膶?shí)驗(yàn)室里碰巧有火雞頭骨之類的東西，所以我們拿出了一塊，兩塊骨頭幾乎一模一樣。”   意識(shí)到這塊骨頭是頭蓋骨，而不是肩骨后，研究人員得出結(jié)論，火雞的“現(xiàn)代”頜骨狀況，是在鴕鳥及其近親的“古代”頜骨狀況之前進(jìn)化而來的。由于未知的原因，鴕鳥和近親的融合腭一定是在現(xiàn)代鳥類已經(jīng)形成之后的某個(gè)時(shí)刻進(jìn)化出來的。   我們用來區(qū)分現(xiàn)代鳥類和它們的恐龍祖先的兩個(gè)關(guān)鍵特征是沒有牙齒的喙和可移動(dòng)的上顎。雖然賈那維斯終齒鳥仍然有牙齒，使它成為前現(xiàn)代鳥類，但它的下巴結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代的，可移動(dòng)的那種。   該研究的合著者郭培辰(音)說:“通過幾何分析，我們能夠顯示出這塊顎骨化石的形狀與活雞鴨的極其相似。”合著者Klara Widrig補(bǔ)充說:“令人驚訝的是，與Janavis最不相似的鳥類顎骨來自鴕鳥及其近親。”郭和威德里格都是劍橋大學(xué)菲爾德實(shí)驗(yàn)室的博士生。   “進(jìn)化不是直線發(fā)生的，”菲爾德說。“這塊化石表明，移動(dòng)喙——我們一直認(rèn)為是現(xiàn)代鳥類起源的一種情況，實(shí)際上在現(xiàn)代鳥類出現(xiàn)之前就已經(jīng)進(jìn)化了。一個(gè)多世紀(jì)以來，我們對(duì)現(xiàn)代鳥類頭骨如何進(jìn)化的假設(shè)一直完全落后。”   研究人員表示，雖然這一發(fā)現(xiàn)并不意味著整個(gè)鳥類譜系需要重新繪制，但它確實(shí)改寫了我們對(duì)現(xiàn)代鳥類一個(gè)關(guān)鍵進(jìn)化特征的理解。   那Janavis的最后一個(gè)人呢?它像大型恐龍和其他有齒的鳥類一樣，沒有在白堊紀(jì)末期的大滅絕事件中幸存下來。研究人員說，這可能是因?yàn)樗捏w型很大:Janavis重約1.5公斤，和現(xiàn)代禿鷲一樣大。更小的動(dòng)物——比如菲爾德、貝尼托和同事在2020年發(fā)現(xiàn)的“神奇雞”，來自同一地區(qū)，生活在賈那維斯身邊——很可能在地球歷史上的這一點(diǎn)上有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈儽仨毘缘酶俨拍苌?。在小行星撞擊地球并破壞全球食物鏈之后，這將是有益的。   <img src="https://www.cam.ac.uk/sites/www.cam.ac.uk/files/shorthand/235711/TVj08O6vG5/assets/ulRvlAX3b5/cambridge-research-team-3255x2498.jpg" alt="The Cambridge research team (L-R): Pei-Chen Kuo, Klara Widrig, Daniel Field, Juan Benito" width="808" height="620" /> 這項(xiàng)研究得到了美國(guó)鳥類學(xué)會(huì)、侏羅紀(jì)基金會(huì)、古生物學(xué)會(huì)和英國(guó)研究與創(chuàng)新(UKRI)的部分支持。丹尼爾·菲爾德是劍橋大學(xué)基督學(xué)院的研究員。   參考: 胡安·貝尼托等人說:“白堊紀(jì)鳥類支持新冠鳥的祖先?！蹲匀弧?2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 05445 - y   <blockquote> 注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。 </blockquote>

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