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一亿年前古鸟类尾羽竟藏着鸟类祖先谈恋爱的秘密

发布时间:2019-10-12

  12月15日消息,今天,中加古生物学家在北京宣布,他们发现了世界上首批三维保存的古鸟类尾羽琥珀,初步揭开了一亿年前古鸟类尾羽的秘密,该研究成果在专业学术刊物《古地理学报》在线发表。

成对出现的羽轴主导型羽,有着非常奇怪的形态

成对出现的羽轴主导型羽,有着非常飘逸的形态

  该研究由中国地质大学(北京)邢立达副教授领衔,加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆瑞安•麦凯勒(Ryan C。 McKellar)教授,皮埃尔·考克斯(Pierre Cockx)博士,中科院古脊椎动物与古人类所的邹晶梅(Jingmai O‘Connor)研究员等学者共同研究。

  此次新发现的标本来自著名的琥珀产区,缅甸北部克钦邦胡冈谷地。据矿区的火山灰测定,此地的琥珀距今约一亿年前,属于白垩纪晚期的最早期。该时期生活在缅甸北部潮湿的热带环境中的动植物,常常被柏类或南洋杉类所流下的树脂包裹,在漫长的地质年代中形成琥珀,并一直保存至今。

成对出现的羽轴主导型羽

成对出现的羽轴主导型羽

  世界各地的琥珀都以特异保存各种软组织而著名,比如羽毛的羽小枝、小鸟的外耳孔、眼睑等细节,这些信息通常是古生物学家无法从其他化石记录中获知的重要信息。因此,琥珀提供了更完整的关于古生物形态学、多样性和行为的记录。

  鸟类是世界上多样性最为丰富的脊椎动物之一,大约有10500个种,在近1.5亿年漫长的演化历史中,共历经了两次辐射演化,分别发生于白垩纪和新生代。白垩纪是鸟类演化的重要阶段,记录了鸟类如何从恐龙演化的过程。

  羽毛一度是鸟类的专属,直到批羽恐龙的出现才颠覆了这个定式。不同形态的羽毛赋予恐龙和鸟儿不同的功能。化石记录中最精妙的羽毛要数那些长长的尾羽。这些尾羽绝大多数出现在一些原始的鸟类身上,如孔子鸟类、反鸟类,也出现在恐龙中的擅攀鸟龙类的耀龙尾巴上。这些长且花哨的尾羽在许多情况下都与动物的身体差不多长,这些尾羽与不是为了身体平衡或者飞行,因为其构造并不符合空气动力学要求。那么它们的功能是什么呢?多数古生学家目前认为这是动物种内信息交流的工具,主要功能是求偶炫耀、物种识别和视觉沟通等。

一群反鸟类正在围攻孔子鸟,空中飘落一对尾羽(绘图/张宗达)

  在具体形态特征上,这些令人着迷不已的漂亮羽毛都有一道加粗的羽轴,因此被称为羽轴主导型羽(RDFs),也被称为近端条带状羽(PRPF)。这些细长的羽毛通常被认为是尾羽中的饰带(非近端条带状羽)和球拍状羽。遗憾的是,这些羽轴主导型羽此前只发现在压型化石中,其平面的结构限制了学者获取更多重要的信息。

  2015年,一个偶然机会,邢立达在缅甸密支那琥珀市场看到了一种非常奇怪的羽毛珀,“这些羽毛珀有着粗粗的羽轴,这令我马上想起了孔子鸟那对显眼的尾羽!”中国地质大学(北京)邢立达副教授告诉记者,“但它们太奇怪了,我们知道,羽轴都是封闭,中间是充满海绵组织的髓腔,但这些琥珀中的羽轴在羽毛背面则是开放的,也没有髓腔。”毫无疑问,邢立达当时看到的便是首次以立体形式保存的羽轴主导型羽,其开放的羽轴令人非常困惑。随后的发现令邢立达更加惊讶,他在各地的琥珀市场和一些民间收藏者手上陆续发现了数十件拥有同样特征的羽毛珀。

  “大量的标本表明邢立达最初的发现不是特例,这类羽毛的形态便是如此,羽轴就是开放的,虽然令人匪夷所思,但演化有时候就是这么神奇。”瑞安•麦凯勒教授继而对此猜测道,“C形的羽轴横截面,羽片闭合不良,这都使得这类羽毛的空气动力学功用很有限,但可能是一种高效的轻质尾羽,也就是说,羽轴之所以开放,可能是节省能量的一种措施,降低长出这种长羽毛的能耗,或这种结构是专门为长而轻的尾羽而演化出来的。”这种羽轴主导型羽可能代表一种原始的羽毛形态(尚未发育出完整的羽轴的时候),也可能是源自管状羽轴的二次丧失。

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