关于鸟类尾部如何从恐龙的长尾演化成现代鸟类的短尾,一直是古生物学界关注的焦点。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的王敏研究员团队与福建省地质科学研究院合作,在福建政和动物群发现了新的侏罗纪鸟类化石,并将其命名为“不虞政和鸟”。该属名“政和”源于化石发现地,种名“不虞”则取自中国古代文献,意为“意料之外”,以形容其独特的尾部结构超出了科学家的预期。
这项对“不虞政和鸟”的研究表明,“尾椎数量的减少和变短”发生在“尾综骨愈合之前”,为鸟尾的演化路径提供了重要的化石证据。该研究成果已于北京时间7月2日凌晨在国际学术期刊《科学进展》上发表。
王敏研究员解释说,现代鸟类的尾巴由4至9块尾椎和1块由多块尾椎愈合而成的尾综骨组成,缩短的尾巴带来了空气动力学上的优势。然而,鸟类祖先如何从恐龙的长尾演化为现代鸟类的短尾,由于缺乏过渡阶段的化石证据,一直是生物演化领域的未解之谜。
通过在福建政和动物群历时400多天的发掘,“不虞政和鸟”化石的发现,通过分支系统学研究显示,它在鸟类演化树上比同一时代的“政和八闽鸟”更为原始,是已知最原始的鸟类之一。
“不虞政和鸟”的发现打破了以往的传统认知,填补了鸟尾演化史上的一个空白。该鸟类的尾部由15块变短的尾椎组成,但末端并未形成尾综骨。相比之下,始祖鸟和热河鸟等长尾鸟类的尾椎数目超过23块,而与鸟类关系更近的兽脚类恐龙尾椎数目则超过30块,且尾巴接近甚至超过身体长度。“不虞政和鸟”是已知尾巴相对最短的长尾副鸟类,证明了“尾椎数量的减少和变短”发生在“尾椎愈合”之前。
王敏表示,这种“分步走”的演化模式,弥补了鸟尾演化中“缺失的一块拼图”。鸟类缩短且未过度僵化的短尾巴,有助于减轻体重、使身体重心前移,同时,较少的尾椎关节提高了尾部的刚性,有利于飞行控制,较短的力臂也让其能更灵活地操控尾羽,从而获得比始祖鸟更好的飞行稳定性和机动性。
“不虞政和鸟”不仅改写了尾部演化史,还创造了一项新纪录:它是目前世界上已知体型最小的长尾鸟类。其体重仅74至163克,体长约20厘米,股骨长度仅为已知最小恐龙“赵氏小盗龙”的63%,比近年发现的芝加哥始祖鸟标本还要小10%。
“体型小型化”是恐龙演化为鸟类的关键驱动力之一。“不虞政和鸟”的出现表明,部分鸟翼类在演化初期体型缩小速度可能比预期更快,这可能与它们尝试新的生态位,如树栖和飞行有关。“不虞政和鸟”是研究团队在政和动物群发现的第四种鸟翼类,但其形态特征显示其可能具有广适性,并不特别适应陆栖或树栖。
在同一时期和同一地区,“不虞政和鸟”(短尾、个体小、广适性)、“奇异福建龙”(长尾、长腿、陆栖)以及“政和八闽鸟”(有尾综骨)的共存,展现了政和动物群在侏罗纪末期的多样性,以及不同身体结构、体型大小和生态位的分异。王敏认为,这种高度的形态分异清晰地表明,在侏罗纪末期,鸟类已经经历了辐射演化,展现出极其丰富的生态类型。
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