始祖鳥不再孤獨!新的化石證據揭示了另一種最原始的飛鳥

始祖鳥不再孤獨!新的化石證據揭示了另一種最原始的飛鳥

最近,日本古生物學家發現了1.2億年前飛行恐龍的化石遺骸,這一化石的發現將嚴重地撼動鳥類的族譜。

大家一般都可能聽說過“始祖鳥”,一種有翼的長尾恐龍,生活在大約1.6億到1.4億年前的侏羅紀晚期。這種具有飛行和尾羽的生物是已知的最早的飛行恐龍,也是促進我們對鳥類起源和飛行進化的理解的極其重要的物種。

近期,一項新的研究發現了進化記錄中第二個最原始的(或基礎的)飛行恐龍,一個被稱為“Fukuipteryx prima(福井原始鳥)”的全新屬和物種。這種新描述的物種取代了Jeholornis(熱河鳥),後者現在是第三種最原始的鳥類。

在日本發現的這種恐龍生活在1.2億年前的白堊紀早期(1.45億到1億年前),但研究人員認為,有充分的理由相信這個物種的出現應該在那之前。

目前,始祖鳥仍然是基礎鳥類之王,但許多與現代鳥類相關的重要物理特徵直到早白堊世才出現。這些特徵中最值得注意的是Pygostyle(尾綜骨),是位於脊椎尖端的三角板,現代鳥類用它來支撐飛行羽毛。

正如這新研究所揭示的那樣,“福井原始鳥”是一種早期的化身鳥,能夠有限的飛行,但它的尾部可能還沒有具備這種能力。

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Fukuipteryx(福井原始鳥)復原圖

Fukuipteryx(福井原始鳥)是在日本福井縣勝山市附近的北達尼恐龍採石場出土的,它是在中國東北以外地區發現的這一關鍵時期的第一隻鳥。

這具化石是一具保存完好的三維標本,在它死亡的時候,它幾乎已經發育完全,大約一隻鴿子的大小。它的3D形態保存是罕見的,因為這個時期的大多數其他鳥類化石都被壓成了平板,只有二維的形象。因此,Fukuipteryx(福井原始鳥)化石能夠提供比平常更多的、更有價值的解剖學信息。

為了進行分析,研究人員仔細測量了標本,並與其他鳥類化石進行了比較物理分析。古生物學家由於擔心損壞標本,沒有從岩石中取出化石骨骼,他們使用了微型CT掃描技術來觀察嵌入岩石中的骨骼,其過程類似於醫學X射線的工作原理,但具有微觀精確度和將數據合成為數字3D模型的能力。

物理分析顯示出與始祖鳥有一些明顯的相似之處,例如大型叉骨、未融合的骨盆,以及類似的前肢。

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Fukuipteryx(福井原始鳥)骨骼化石

從早期恐龍飛行的角度看,Fukuipteryx(福井原始鳥)表現出了某種出人意料的適應性組合,某些在空中運動中扮演重要角色的肩骨和翼骨看起來相當原始,與迄今為止發現的最古老的飛行恐龍——始祖鳥的骨骼大體相似。

然而,與始祖鳥不同的是,福鳥有一種完全成形的尾綜骨。重要的是,研究團隊不認為它的尾綜骨與飛行有關,而是隨著進化時間的推移,這些恐鳥的尾巴不斷縮小的副產品。研究人員認為,Fukuipteryx(福井原始鳥)可以飛行,但它不像現代鳥類那樣熟練,它可能只會滑翔或拍打翅膀短距離飛行。

儘管它的尾部看起來更加現代,但研究人員將其定位為“僅次於始祖鳥的第二原始飛行恐龍”,這是因為它的肩骨和翼骨還是非常原始。

就其在鳥類飛行中的進化作用而言,福井原始鳥的尾綜骨並不像聽起來那麼重要,但就其在鳥類系統發育家譜中的位置而言,它卻是一件大事。

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Jeholornis(熱河鳥)復原圖

對福井原始鳥的研究表明,在鳥類的進化過程中,尾綜骨至少獨立地進化了兩次,一次是在福井原始鳥的譜系中,一次是在現代鳥類的譜系中。通過觀察發現,長尾Jeholornis(熱河鳥)比短尾Fukuipteryx(福井原始鳥)在系統進化上更先進,同時在非鳥類獸腳亞目中也發現了尾綜骨,這表明尾綜骨並不是飛行的“必須品”。

最早分化的鳥類化石都有長長的尾巴,已知的化石來自德國南部的侏羅紀晚期和中國東北的白堊紀早期。而Fukuipteryx(福井原始鳥)之所以特別​,是因為它的尾巴很短,末端是一個融合的尖端,稱為尾綜骨。這很令人驚訝,因為這種類型的尾巴以前只在後來分化的化石鳥類中被發現,如金冠鳥、孔子鳥和薩派鳥,以及現在的鳥類。

科學家認為,這一發現的意義還在於,它將最早的鳥類化石記錄擴展到了日本白堊紀早期。

雖然,研究人員提出了對Fukuipteryx(福井原始鳥)的詳細概述,這肯定有助於重建早期恐龍飛行的更廣泛背景,但也存在一個重要的侷限性。

儘管已經發現了相當多的骨頭,但不幸的是,這具信息豐富的頭骨受損嚴重,無法列入描述。由於在頭骨中發現了許多有益的適應性變化,只有時間才能告訴我們,在飛行恐龍的先驅中,福井原始鳥是否真的保持了它的原始地位。然而,在化石化過程中飛行動物的骨頭往往是脆弱的,它們一般在被發現時就已經被損壞了。

在更多的概念上,術語“原始”並不總是能準確地反映隨著時間的推移的祖先。

事實上,Jeholornis(熱河鳥)和Fukuipteryx(福井原始鳥)與種類繁多的同時代的類鳥恐龍共享天空,這些恐龍可能已經擁有了更先進的飛行能力。

福井原始鳥生活在始祖鳥之後約3500萬年,因此可能不會保留使最早的飛行恐龍飛上天空的那些適應性變化。

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始祖鳥化石標本

傳統上,恐龍飛行的進化被認為是從單個物種開始的,導致了包括現代鳥類在內的所有其他帶羽毛的飛行物種的出現,我們現在開始看到,中生代時期可能是非常多樣化的恐龍飛行實驗的階段,這些實驗並不一定侷限於單一的譜系。

由於相似的習性可能導致非常相似的骨骼適應性,因此,重建一個已滅絕的飛行恐龍種群的家族關係,很可能被證明比目前所認為的要困難得多。由於具有非常先進的飛行適應能力的現代鳥類,是唯一在白堊紀末期災難性的隕石撞擊中倖存下來的恐龍,所以至今還無法直接觀察到類似的原始羽毛飛行方式。這使得對中生代奇異飛行實驗的解釋不僅極具挑戰性,而且對追溯恐龍滅絕的多樣性也非常重要。

因此,科學的工作原理很有趣。一個領域的開始可能會產生過於簡單的理論,但它們通常只在事後出現。真相幾乎總是更復雜的,例如,我們正在學習人類進化。我們對過去了解得越多,它似乎就變得越複雜。

但現在看起來複雜得令人費解的事情,可能並不會一直保持這種狀態。我們只需要繼續挖掘,無論是字面上的還是比喻的,去尋找更多的證據。


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