科学家发现最早现生鸟类祖先“神奇鸡”,挑战鸟类南半球起源说

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现代鸟类是恐龙演变来的,可是是什么时候开始演变的呢?变完之后又怎么样了?一块白垩纪末期的头骨化石说明,它们的配合祖先正好泛起在小行星撞地球之前,而且幸运地躲过一劫。

现生鸟类祖先“神奇鸡”,回复图 | 《自然》杂志

作者 | 刘森 辽宁古生物博物馆 展览部主任

鸡和鸭是我们最熟悉的现生鸟类,在餐桌上不分伯仲。许多人可能会以为它们之间的关系就像陆禽和水禽的生存情况那样遥远,还用“鸡同鸭讲”来形容相互间无法相同的情况。

然而,古生物学家告诉我们:在6000多万年前,鸡鸭本一体,水陆不分散。

上周,英国科学家宣布 ,在比利时的白垩纪晚期岩层中发现一块距今6700多万年的鸟类化石。它同时具有现代鸡、鸭和火鸡的特征,是它们的配合祖先。

这是迄今发现最早的“现代”鸟类化石,毗连了快要1600万年的演化空缺。这只“鸡”和恐龙生活在同一时代,正好泛起在白垩纪末大灭绝事件发生之前。说明现代鸟类自那之后才逐渐多样化起来。

小行星撞地球,造成恐龙大灭绝,部门鸟类躲过一劫 | 图虫创意

躲过大灭绝的小鸟祖先

这块化石来自荷兰马斯特里赫特自然历史博物馆,是一个险些完整的头骨,被研究者昵称为“神奇鸡”。在被发现之前,它和另外三块看起来毫无特色的古老岩石一起被放在博物馆的藏品柜里。

直到有一天馆长约翰·贾格特在整理藏品的时候,偶然发现上面有断裂的骨骼痕迹。

研究人员将这块石头放入电脑断层扫描仪,希望X射线能资助展现其中秘密。当扫描效果出来时,大家忍不住激动地尖叫起来,吓得技术员跑回了房间,她还以为他们把机械弄坏了。

因为就在岩石外貌下1毫米处,泛起了一个险些完整的白垩纪晚期鸟类头骨。这个头骨就像一个被“拼凑”起来的现代鸟类:它的顶部和后部的骨头与现代鸭子很是相似,面部和喙部则与今天的鸡和火鸡一样。

“神奇鸡”头骨3D扫描 | 版权:Daniel J. Field

科学家们的兴奋不是没缘由的。因为这可是一块6670万年前的石头!

由于化石记载的缺失,现在能够找到的最古老的现生鸟类化石多数发现在距今5000多万年的新生代。而此次发现的化石年月是距今6670~6680万年前的白垩纪,也就是造成恐龙大灭绝的小行星撞击地球前100万年。

研究者们将其命名为Asteriornis maastrichtensis(阿斯忒瑞亚鸟,或流星女神鸟),Asteriornis 用以纪念流星女神阿斯忒瑞亚,maastrichtensis 表现发现它的马斯特里赫特地层。

在希腊神话中,流星女神阿斯忒瑞亚把自己酿成了一只鹌鹑,研究者认为这只古老的鸟与鹌鹑、鸡和鸭子的配合祖先很靠近,同时该名称也反映了即将到来的白垩纪末期小行星大撞击。而马斯特里赫特地层是白垩纪的最后一个地层。

“变”鸟第一步:当恐龙生出羽毛

现生鸟类的起源一直令古生物学家深深困扰。现在广泛认为它们起源于兽脚类恐龙。不外,其中曲折少有人知。

1868年,英国学者赫胥黎就提出过鸟类起源于恐龙的假说。可是由于从未在恐龙化石上发现过鸟类的标志性特征——羽毛,因此,之后的150多年间,古生物学家们对这一假说一直争论不停。

直到上世纪末,我国辽西地域发现了中华龙鸟、小盗龙和中国鸟龙等一批带有羽毛的恐龙化石,鸟类起源于恐龙这一假说才逐渐占据优势。

可是,阻挡者的论据也很充实:这些带羽毛的恐龙,比其时认为的最早的鸟——始祖鸟,在时代上还要晚2000多万年,演化上存在“时间悖论”。

始祖鸟,生活在距今1.5亿年前(厥后被证明不是现生鸟类的祖先。而且,许多学者认为它不是鸟是恐龙)| 图虫创意

幸运的是,十三年后的2009年,我国辽西地域又发现了距今1.6亿年侏罗纪晚期的带羽毛恐龙——赫氏近鸟龙,它比始祖鸟早了1000多万年。

之后,在同一时代的地层中又陆续发现多种带羽毛的恐龙。

今后,鸟类起源于兽脚类恐龙这一假说获得学界的普遍认可。

赫氏近鸟龙,迄今发现最早的带羽毛恐龙,给恐龙“变”鸟一锤定音 | 来自网络

填补演化空缺,回覆“幸存者”之问

不外,演化成鸟,纷歧定就能将血脉延续到今天。地质史上泛起过许多鸟类,它们都不是现生鸟类的祖先。好比,6600万年前的那次大撞击,就让第一批进化的“树栖鸟”给恐龙做了陪葬。

在近几十年间,世界各地发现了众多白垩纪早期的鸟类化石。其中以我国辽西发现的距今1.3~1.2亿年前的热河生物群中的化石生存最为精致,包罗燕鸟、向阳鸟等今鸟类的基干类群。注:今鸟类,是指鸟类从早白垩世开始泛起的一个演化支系,包罗所有新生代以及现生的鸟类。

可是最新的分子生物学对鸟类基因的分析讲明,这些早期的今鸟类并没有逃过白垩纪末期的大灭绝,而是与非鸟类恐龙一起消失在历史长河中。

这只“神奇鸡”,成为迄今发现最早的现生鸟类化石,印证了分子生物学认为的现生鸟类起源于白垩纪末期的效果。

6670万年前Asteriornis maastrichtensis在其生存情况中的艺术回复图 | 版权:Phillip Krzeminski

同时,它的发现也资助古生物学家回覆了为何其他种类的鸟都随着恐龙灭绝了,而现生的鸟类却得以逃脱升天的问题。

古生物学家们认为,现生鸟类的祖先的某些特征在灭绝事件中被证明是有利的,包罗:相对较小的体型来限制总代谢需求,更进步的消化系统,较好的航行能力,地栖生活躲避了小行星撞击造成的大规模森林破坏(制止了失去家园而饿死),以及食用昆虫和种子的广泛食性。

虽然“神奇鸡”的大部门身体都不见了,但仅有的一块腿骨讲明,它的腿很长。加上出土所在的沉积物证明,其时的情况是浅海,研究人员推测它的腿部化石比例,认为它是一种小型滨鸟,巨细跟现代海鸥差不多,重量不足400克。海边富厚的食物资源和地栖生活,也许资助它们逃过了那次大撞击带来的灾难。

挑战鸟类南半球起源说

“神奇鸡”的发现,还打破了人们原以为的“现代鸟类起源于南半球”的看法。

此前,由于最早的现生鸟类化石发现于南极洲四周,古生物学家认为现代鸟类起源于南半球。而“神奇鸡”的发现所在是位于北半球的比利时和荷兰疆域四周的一个石灰石采石场。它的发现,改变了恒久以来学界认为的老看法。

该研究的详情揭晓在3月18日《自然》杂志。