中新網(wǎng)北京2月13日電 (記者 孫自法)鳥(niǎo)類(lèi)從恐龍演化而來(lái)已是學(xué)界共識(shí),但其演化過(guò)程及重要節(jié)點(diǎn)因化石證據(jù)稀缺而迷霧重重,也一直備受關(guān)注。
最近,中國(guó)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在政和動(dòng)物群研究取得一項(xiàng)改寫(xiě)鳥(niǎo)類(lèi)演化歷史的重要化石發(fā)現(xiàn)——距今約1.5億年、比始祖鳥(niǎo)更像(接近)鳥(niǎo)、確證早期鳥(niǎo)類(lèi)起源的全球最古老鳥(niǎo)類(lèi)政和八閩鳥(niǎo)。其揭示現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)體型結(jié)構(gòu)在約1.5億年前的侏羅紀(jì)晚期就已出現(xiàn),并將以尾綜骨為代表的鳥(niǎo)類(lèi)重要特征的出現(xiàn)時(shí)間提早了近2000萬(wàn)年。
王敏研究員向媒體介紹政和八閩鳥(niǎo)化石發(fā)現(xiàn)及研究進(jìn)展。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝這項(xiàng)揭秘恐龍向鳥(niǎo)類(lèi)演化早期過(guò)程的重大突破性化石發(fā)現(xiàn)和相關(guān)研究,由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所(古脊椎所)研究員王敏團(tuán)隊(duì)和福建省地質(zhì)調(diào)查研究院(地調(diào)院)合作者共同完成,成果論文北京時(shí)間2月13日凌晨在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》(Nature)上線發(fā)表。
改寫(xiě)鳥(niǎo)類(lèi)演化歷史
論文通訊作者兼第一作者王敏研究員介紹說(shuō),2021年開(kāi)始,中國(guó)科學(xué)院古脊椎所和福建省地調(diào)院合作組建野外團(tuán)隊(duì),在福建省內(nèi)開(kāi)展系統(tǒng)的古生物和地層考察工作。2023年9月,該團(tuán)隊(duì)在福建省政和縣首次發(fā)現(xiàn)奇異福建龍恐龍化石,并命名政和動(dòng)物群,為研究東亞晚中生代陸相生態(tài)系統(tǒng)的演化提供了全新窗口。
2023年11月,野外團(tuán)隊(duì)又在政和動(dòng)物群發(fā)現(xiàn)兩件不完整的爬行動(dòng)物化石,經(jīng)過(guò)對(duì)其中一塊僅有部分肩帶骨骼從圍巖中顯露出來(lái)的化石長(zhǎng)達(dá)一年的室內(nèi)修復(fù)和研究分析,研究確定該化石屬于鳥(niǎo)類(lèi),并將其命名為政和八閩鳥(niǎo)(福建古稱(chēng)“八閩”),打破了此前侏羅紀(jì)只發(fā)現(xiàn)始祖鳥(niǎo)化石的局面。
作為目前唯一確切的侏羅紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi),政和八閩鳥(niǎo)的發(fā)現(xiàn)將鳥(niǎo)類(lèi)起源的時(shí)間推進(jìn)到中侏羅晚期(距今1.72億-1.64億年),首次揭示現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的體型在侏羅紀(jì)就已經(jīng)出現(xiàn),并將這一特征出現(xiàn)的時(shí)間提早了近2000萬(wàn)年。
王敏指出,政和八閩鳥(niǎo)最特殊的地方在于具有愈合的尾綜骨,這是構(gòu)成現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)體型的基石。鳥(niǎo)類(lèi)和其他爬行動(dòng)物最顯著的區(qū)別就是鳥(niǎo)類(lèi)的尾巴很短,不但尾椎數(shù)目減少,而且最后幾枚尾椎愈合成一個(gè)名為尾綜骨的結(jié)構(gòu),它的出現(xiàn)對(duì)身體重心前移、后肢和尾骨的獨(dú)立運(yùn)動(dòng),以及飛行能力的完善等至關(guān)重要。
尾骨縮短是恐龍向鳥(niǎo)類(lèi)演化過(guò)程中最徹底的形態(tài)變化之一,也是鳥(niǎo)類(lèi)漫長(zhǎng)演化歷史中里程碑式的改變。因此,政和八閩鳥(niǎo)的發(fā)現(xiàn)改寫(xiě)了鳥(niǎo)類(lèi)演化的歷史。
政和八閩鳥(niǎo)研究還發(fā)現(xiàn)一個(gè)比較有趣的現(xiàn)象:它雖然具有典型的現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)骨骼系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),包括尾骨縮短、肩帶結(jié)構(gòu)非常進(jìn)步等,但其前肢的骨骼卻和一些常見(jiàn)的、帶羽毛的恐龍非常相似。
澄清鳥(niǎo)類(lèi)起源爭(zhēng)議
提起鳥(niǎo)類(lèi)起源,發(fā)現(xiàn)于德國(guó)晚侏羅世的始祖鳥(niǎo)目前廣為人知,但其在進(jìn)化樹(shù)上的分類(lèi)位置受到質(zhì)疑,有研究認(rèn)為始祖鳥(niǎo)屬于恐爪龍類(lèi)而非鳥(niǎo)類(lèi)。此外,包括始祖鳥(niǎo)、近鳥(niǎo)龍類(lèi)、擅攀鳥(niǎo)龍類(lèi)等“潛在的侏羅紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi)”,它們?nèi)跃哂泻涂铸堃粯拥拈L(zhǎng)尾骨,至少在體型上與鳥(niǎo)類(lèi)大相徑庭。
這些問(wèn)題就像一朵烏云籠罩在鳥(niǎo)類(lèi)起源的節(jié)點(diǎn)上,讓全球最古老鳥(niǎo)類(lèi)認(rèn)定存在巨大爭(zhēng)議,早期鳥(niǎo)類(lèi)起源研究也因此撲朔迷離。此次政和八閩鳥(niǎo)化石“橫空出世”,則讓問(wèn)題迎刃而解,爭(zhēng)議得以澄清。
徐星院士、周忠和院士、王敏研究員(從左至右)就政和八閩鳥(niǎo)化石發(fā)現(xiàn)及研究接受媒體集體采訪。中新網(wǎng)記者 孫自法 攝在中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院古脊椎所研究員周忠和看來(lái),政和八閩鳥(niǎo)代表了全球迄今已知除有爭(zhēng)議的始祖鳥(niǎo)之外最古老的鳥(niǎo)類(lèi)化石,“這是一個(gè)劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)”。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院古脊椎所所長(zhǎng)徐星研究員表示,侏羅紀(jì)此前知道的唯一鳥(niǎo)類(lèi)是始祖鳥(niǎo),其年代也是距今約1.5億年,但始祖鳥(niǎo)更像是一個(gè)長(zhǎng)著羽毛的恐龍,政和八閩鳥(niǎo)僅比始祖鳥(niǎo)晚約兩三百萬(wàn)年,但已展現(xiàn)出現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)的身體構(gòu)型,這對(duì)于研究鳥(niǎo)類(lèi)的起源和早期演化的意義非常重大。
“相較于始祖鳥(niǎo)來(lái)講,政和八閩鳥(niǎo)整體上更像鳥(niǎo)?!蓖趺粽f(shuō),基于簡(jiǎn)約法和貝葉斯法的系統(tǒng)發(fā)育分析均支持政和八閩鳥(niǎo)的鳥(niǎo)類(lèi)分類(lèi)位置?!霸谶M(jìn)化樹(shù)上,政和八閩鳥(niǎo)是僅次于始祖鳥(niǎo)而最早分化的鳥(niǎo)類(lèi)支系。所以,如果說(shuō)始祖鳥(niǎo)的鳥(niǎo)類(lèi)歸屬有疑問(wèn)的話,政和八閩鳥(niǎo)是目前唯一確切的侏羅紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi)”。
始祖鳥(niǎo)更接近恐龍而非鳥(niǎo)類(lèi),例如它有牙齒和長(zhǎng)尾。在鳥(niǎo)類(lèi)的早期演化中,短尾可作為演化創(chuàng)新的一個(gè)標(biāo)志,影響生物學(xué)的各個(gè)方面,包括體重分布和飛行機(jī)制?!蹲匀弧废蛎襟w推送政和八閩鳥(niǎo)研究成果稱(chēng),具有獨(dú)特的與現(xiàn)代鳥(niǎo)類(lèi)相似的短尾特征,使政和八閩鳥(niǎo)成為迄今已知唯一、也是最古老的侏羅紀(jì)短尾鳥(niǎo)類(lèi),并將這一鳥(niǎo)類(lèi)特征的出現(xiàn)向前推了近2000萬(wàn)年。
《自然》同期還發(fā)表國(guó)際同行專(zhuān)家的“新聞與觀點(diǎn)”文章認(rèn)為,政和八閩鳥(niǎo)的發(fā)現(xiàn)凸顯出鳥(niǎo)類(lèi)在晚侏羅世的多樣性,揭示出鳥(niǎo)類(lèi)演化的一個(gè)關(guān)鍵階段。
未來(lái)研究潛力巨大
與政和八閩鳥(niǎo)同時(shí)發(fā)現(xiàn)的另一件化石為單獨(dú)保存的叉骨。研究結(jié)果顯示該叉骨與白堊紀(jì)的今鳥(niǎo)型類(lèi)非常相似(目前所知最早的今鳥(niǎo)型類(lèi)出現(xiàn)于1.3億年前),而明顯區(qū)別于政和八閩鳥(niǎo)以及其他侏羅紀(jì)鳥(niǎo)類(lèi)和恐龍,由于缺失更多的信息來(lái)確定其分類(lèi)位置,研究團(tuán)隊(duì)目前暫將該叉骨歸入鳥(niǎo)類(lèi)這一大的分類(lèi)單元。
該叉骨的發(fā)現(xiàn)證實(shí)至少有兩種鳥(niǎo)類(lèi)生活在政和動(dòng)物群,而如果該叉骨后續(xù)研究確認(rèn)屬于今鳥(niǎo)型類(lèi),那么鳥(niǎo)類(lèi)起源的時(shí)間將會(huì)進(jìn)一步提前?!拔覀?cè)?.5億年的地層當(dāng)中找到了相似于1.3億年鳥(niǎo)類(lèi)的鎖骨,這就說(shuō)明,整個(gè)鳥(niǎo)類(lèi)的起源和出現(xiàn)的時(shí)間,要比此前認(rèn)識(shí)的要更早一些。最早的鳥(niǎo)類(lèi)出現(xiàn)的時(shí)間,我們現(xiàn)在可以往更早的時(shí)間去推測(cè)?!蓖趺粽f(shuō)。
政和動(dòng)物群因?yàn)槠洫?dú)特的生物構(gòu)成和地質(zhì)構(gòu)造背景,為研究侏羅紀(jì)晚期陸相生態(tài)系統(tǒng)的演化,以及包括鳥(niǎo)類(lèi)、離龍類(lèi)等動(dòng)物起源等提供了新的重要信息。此次政和八閩鳥(niǎo)的發(fā)現(xiàn)研究,進(jìn)一步顯示政和動(dòng)物群擁有探索東亞晚中生代生態(tài)系統(tǒng)演化的巨大潛力。
徐星院士表示,政和動(dòng)物群是過(guò)去二三十年當(dāng)中,研究鳥(niǎo)類(lèi)起源領(lǐng)域在全世界范圍內(nèi)是非常重大的一個(gè)發(fā)現(xiàn),這是一個(gè)新的地點(diǎn)、新的時(shí)期,對(duì)于人們理解鳥(niǎo)類(lèi)這個(gè)支系產(chǎn)生的過(guò)程,打開(kāi)了一個(gè)新的窗口。作為專(zhuān)業(yè)科研機(jī)構(gòu),中國(guó)科學(xué)院古脊椎所未來(lái)將投入更多資源拓寬、加深恐龍演化和鳥(niǎo)類(lèi)起源等方面研究。
政和八閩鳥(niǎo)及政和動(dòng)物群生態(tài)復(fù)原圖。趙闖 繪制王敏認(rèn)為,政和八閩鳥(niǎo)的研究發(fā)現(xiàn)不僅僅在于化石本身,而是能更多揭示地質(zhì)歷史上如何一步一步演化到今天豐富的鳥(niǎo)類(lèi)世界,這項(xiàng)研究不僅極大豐富了對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)演化歷史的認(rèn)識(shí),也為理解生命演化過(guò)程,打開(kāi)了一扇窺探億萬(wàn)年前生命奧秘的窗口。
談到政和動(dòng)物群的未來(lái)研究展望,周忠和院士提醒說(shuō),基礎(chǔ)研究很難預(yù)測(cè),需要確定大的方向進(jìn)行探索,但探索進(jìn)展無(wú)法預(yù)知或計(jì)劃,如重要古生物化石發(fā)現(xiàn)等就具有很大的偶然性和不確定性,有時(shí)要靠運(yùn)氣,這也是科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)的魅力所在。(完)