我科學家探索鳥類頭骨演化奧秘

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本報北京12月8日電（記者齊芳） 現生鳥類雖然沒有“手”，但具有極其靈敏的喙，能夠取代“手”完成大量精細的動作。研究認為，這是由於現生鳥類具有頭骨可動性——其頭部的部分骨骼能夠發生相互獨立的運動。但是鳥類的始祖恐龍並不具備這樣奇特的構造，那麼，演化是從何時開始的？又是怎樣發生的呢？

近日，自然指數期刊eLife發表了中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王敏、托馬斯、周忠和及其合作者關於早期鳥類頭骨演化的論文，通過高精度三維掃描和復原，揭示了中生代鳥類頭骨保留了大量主龍類的原始特徵，呈現出模塊化的演化。

王敏介紹，鳥類和部分有鱗類的頭骨可動性主要依賴分佈於吻部的屈撓帶和兩個骨骼通道得以實現：由方骨—方顴骨—顴骨—上頜形成的“側面通道”和由方骨—翼骨—齶骨—犁骨在齶面構成的“齶面通道”。簡單説來，隨着方骨的前、後轉動，這兩個通道上的骨骼通過可動關節發生位移，就像傳送帶一樣完成嘴巴的張開和閉合。而這兩個“通道”在鳥類的祖先——非鳥類恐龍中並不具備，“長期以來受化石保存和研究手段的限制，頭骨主要區域的形態功能，特別是上述通路在鳥類演化歷史中是如何變化的並不清楚”。

研究中，團隊利用高精度CT對此前他們發現的中生代反鳥類雅尾鵷鶵的頭骨進行三維復原，重建了幾乎所有頭骨骨骼的立體形態，包括構成頭骨可動性通道的骨骼。

研究結果顯示，鵷鶵保留了典型的主龍類雙顳弓的顳區結構，限制了顴骨的前後移動，説明其“側面通道”並未形成。其齶骨則顯示出進步的特徵，如缺失顴骨突，從而不再是獸腳類恐龍抑或始祖鳥那樣的四射型。研究人員利用幾何形態測量的方法追溯齶骨在恐龍—鳥類演化過程中的形態變化，提出顴骨突的缺失是鳥類齶骨形態“現代化”的第一步。王敏説：“相較於顳區和齶區的‘保守’，鵷鶵的其他頭骨形態都呈現出典型的、進步的鳥類特徵，説明頭骨不同部位的演化速度是非均一的。這樣原始和進步的形態特徵同時出現，就是典型的鑲嵌演化。”

周忠和認為，以鵷鶵為代表的反鳥類是中生代鳥類演化最成功的一個類羣，他們保留了原始的非可動性頭骨，“説明在鳥類演化歷程上，這一形態功能特徵和多樣性演化之間的相互促進關係，是發生在反鳥類從鳥類主幹上分開之後的”。周忠和説：“反鳥類雖然曾分佈全球，但都消失在白堊紀末期的大滅絕事件中，而具有可動性頭骨的今鳥型類則存活下來，並在新生代快速演化並形成所有現代鳥類。這表明，是頭骨可動性增加了個體在面臨極端選擇壓力時的適應性。”