牛津大學(xué) | 化石推翻了一個(gè)多世紀(jì)以來(lái)關(guān)于現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)起源的知識(shí)
指南者留學(xué)
2022-12-01 09:20:28
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<p>來(lái)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(niǎo)類(lèi)的關(guān)鍵頭骨特征之一——可移動(dòng)的喙——在6600萬(wàn)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。</p>
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<p>這一發(fā)現(xiàn)還表明,鴕鳥(niǎo)、鴯鹋和它們的近親的頭骨“向后進(jìn)化”,在現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)出現(xiàn)后恢復(fù)到更原始的狀態(tài)。</p>
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<p>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(niǎo)類(lèi)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(niǎo)類(lèi)之一。它的上顎骨的排列表明,這種“恐龍鳥(niǎo)”有一個(gè)靈活靈巧的喙,幾乎與大多數(shù)現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的喙沒(méi)有區(qū)別。</p>
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<p>一個(gè)多世紀(jì)以來(lái),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(lái)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(niǎo)類(lèi)頭骨如何形成的理解需要重新評(píng)估。</p>
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<p>今天地球上大約有11000種鳥(niǎo)類(lèi),根據(jù)它們上顎骨的排列,每一種都被分為兩種拱型鳥(niǎo)類(lèi)中的一種。鴕鳥(niǎo)、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(lèi)一樣,上顎骨融合在一起成為一個(gè)固體塊。</p>
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<p>所有其他種類(lèi)的鳥(niǎo)類(lèi)都被歸為neognath,或“現(xiàn)代頜骨”類(lèi)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。</p>
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<p>這兩個(gè)類(lèi)群最初是由英國(guó)生物學(xué)家托馬斯·赫胥黎(Thomas Huxley)分類(lèi)的。赫胥黎因公開(kāi)支持查爾斯·達(dá)爾文的進(jìn)化論而被稱(chēng)為“達(dá)爾文的斗牛犬”。1867年,他將所有現(xiàn)存的鳥(niǎo)類(lèi)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(niǎo)類(lèi)的原始條件,而“現(xiàn)代”的頜骨是后來(lái)才出現(xiàn)的。</p>
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<p>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(shuō):“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(lái)的主要原因是,我們沒(méi)有任何保存完好的現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)起源時(shí)期的鳥(niǎo)類(lèi)腭骨化石。”</p>
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<p>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(wàn)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(lái)的骨頭碎片描述為頭骨和肩胛骨的碎片,并把這塊看起來(lái)不起眼的化石放回了儲(chǔ)藏室。</p>
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<p>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(kāi)始對(duì)它進(jìn)行另一種研究。</p>
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<p>“自從這塊化石首次被描述以來(lái),我們已經(jīng)開(kāi)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(shuō),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(shuō)它含有頭骨材料,這種材料通常不會(huì)被保存下來(lái),但我們?cè)贑T掃描中看不到任何看起來(lái)像來(lái)自頭骨的東西,所以我們放棄了,把化石放在了一邊。”</p>
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<p>在新冠肺炎封鎖的早期,貝尼托再次把化石拿了出來(lái)。“早期對(duì)化石的描述根本說(shuō)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(shuō)。</p>
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<p>“這是幾個(gè)月來(lái)我第一次面對(duì)面交流:胡安和我有一次社交距離的戶(hù)外會(huì)議,他把神秘的化石骨頭遞給了我,”菲爾德說(shuō),他也是劍橋動(dòng)物博物館鳥(niǎo)類(lèi)學(xué)館長(zhǎng)。“我能看出來(lái)這不是一塊肩胛骨,但它有一種熟悉的感覺(jué)。”</p>
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<p>貝尼托說(shuō):“后來(lái)我們意識(shí)到,我們以前在火雞頭骨中見(jiàn)過(guò)類(lèi)似的骨頭。”“由于我們?cè)趧蛩龅难芯?,我們的?shí)驗(yàn)室里碰巧有火雞頭骨之類(lèi)的東西,所以我們拿出了一塊,兩塊骨頭幾乎一模一樣。”</p>
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<p>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(niǎo)及其近親的“古代”頜骨狀況之前進(jìn)化而來(lái)的。由于未知的原因,鴕鳥(niǎo)和近親的融合腭一定是在現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)已經(jīng)形成之后的某個(gè)時(shí)刻進(jìn)化出來(lái)的。</p>
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<p>我們用來(lái)區(qū)分現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)和它們的恐龍祖先的兩個(gè)關(guān)鍵特征是沒(méi)有牙齒的喙和可移動(dòng)的上顎。雖然賈那維斯終齒鳥(niǎo)仍然有牙齒,使它成為前現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi),但它的下巴結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代的,可移動(dòng)的那種。</p>
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<p>該研究的合著者郭培辰(音)說(shuō):“通過(guò)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(shuō):“令人驚訝的是,與Janavis最不相似的鳥(niǎo)類(lèi)顎骨來(lái)自鴕鳥(niǎo)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。</p>
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<p>“進(jìn)化不是直線發(fā)生的,”菲爾德說(shuō)。“這塊化石表明,移動(dòng)喙——我們一直認(rèn)為是現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)起源的一種情況,實(shí)際上在現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)出現(xiàn)之前就已經(jīng)進(jìn)化了。一個(gè)多世紀(jì)以來(lái),我們對(duì)現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)頭骨如何進(jìn)化的假設(shè)一直完全落后。”</p>
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<p>研究人員表示,雖然這一發(fā)現(xiàn)并不意味著整個(gè)鳥(niǎo)類(lèi)譜系需要重新繪制,但它確實(shí)改寫(xiě)了我們對(duì)現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)一個(gè)關(guān)鍵進(jìn)化特征的理解。</p>
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<p>那Janavis的最后一個(gè)人呢?它像大型恐龍和其他有齒的鳥(niǎo)類(lèi)一樣,沒(méi)有在白堊紀(jì)末期的大滅絕事件中幸存下來(lái)。研究人員說(shuō),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(lái)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妗T谛⌒行亲矒舻厍虿⑵茐娜蚴澄镦溨?,這將是有益的。</p>
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<p><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" /></p>
<p>這項(xiàng)研究得到了美國(guó)鳥(niǎo)類(lèi)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。</p>
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<p>參考:</p>
<p><br />胡安·貝尼托等人說(shuō):“白堊紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi)支持新冠鳥(niǎo)的祖先?!蹲匀弧?2022)。DOI: 10.1038 / s41586 - 022 - 05445 - y</p>
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<p>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)。</p>
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