科技日報記者 陸成寬
鳥類是目前世界上多樣性最豐富的陸生脊椎動物，其演化如此成功，一個關鍵因素便是鳥類頭骨具有獨特的可動性。
(資料圖片)
通過高精度三維掃描和復原，我國科研人員發(fā)現(xiàn)，距今1.2億年的中生代反鳥類頭骨保留了大量主龍類的原始特征，呈現(xiàn)出模塊化的演化特征。相關研究成果在線發(fā)表于自然指數(shù)期刊《eLife》。
“這說明，現(xiàn)生鳥類頭骨可動性在反鳥類中沒有出現(xiàn)。”12月7日，論文第一兼通訊作者、中科院古脊椎所研究員王敏告訴記者。
在現(xiàn)生脊椎動物中，鳥類和部分有鱗類的頭骨演化出了特有的功能：頭骨的部分骨骼能發(fā)生相互獨立的運動，古生物學家稱之為頭骨可動性。“這一功能特征使得鳥嘴能夠取代‘手’完成大量精細的動作。”王敏指出。
鳥類頭骨可動性的發(fā)生依賴于兩個通道：由方骨-顴骨-方顴骨-上頜關聯(lián)而成的頭骨“側面通道”，以及由方骨-翼骨-顎骨-犁骨在腭面構成的“腭面通路”。“簡單說來，隨著方骨的前、后轉動，這兩個通道上的骨骼通過可動關節(jié)發(fā)生位移，就像傳送帶一樣完成嘴巴的張開和閉合。”王敏解釋道。
鳥類的祖先——非鳥類恐龍的頭骨因為缺失上述兩個通道而不具有可動性，顯得異常笨拙。
長期以來，鳥類頭骨獨特的可動性是如何演化而來，備受學界關注。“然而，受化石保存和研究手段的限制，鳥類頭骨主要區(qū)域的形態(tài)功能，特別是上述通路在鳥類演化歷史中是如何變化的，我們并不清楚。”王敏坦言。
利用高精度CT掃描技術，研究人員對中生代反鳥類雅尾鹓鶵的頭骨進行了三維復原，重建了幾乎所有頭骨骨骼的立體形態(tài)，包括構成頭骨可動性通道的骨骼。
距今1.2億年鳥類雅尾鹓鶵頭骨的三維復原。
研究結果顯示，鹓鶵保留了典型的主龍類雙顳弓的顳區(qū)結構，“側面通道”并未形成；同時，鹓鶵的腭面構造與獸腳類恐龍相差無幾，“腭面通道”也未出現(xiàn)。
“相較于顳區(qū)和腭區(qū)的構造，鹓鶵的其他頭骨形態(tài)都呈現(xiàn)出典型的、進步的鳥類特征，說明頭骨不同部位的演化速度不是一致的，顳區(qū)和腭區(qū)在演化上相對保守，這樣原始和進步的形態(tài)特征同時出現(xiàn)，就是典型的鑲嵌演化。”王敏說。
王敏表示，以鹓鶵為代表的反鳥類是中生代鳥類演化最成功的一個類群，但是它們的頭骨并不是可動性頭骨。這說明，在鳥類演化歷程上，可動性頭骨這一形態(tài)功能特征和多樣性演化之間的相互促進關系，發(fā)生在反鳥類從鳥類主干分離之后。
恐龍，中生代和現(xiàn)代鳥類頭骨形態(tài)功能的比較。
“反鳥類雖然曾經(jīng)在全球廣泛分布，但他們都在6600萬年前的白堊紀末期大滅絕事件中消失了，而具有可動性頭骨的今鳥型類則存活下來，并在新生代快速演化并形成所有現(xiàn)代鳥類。”王敏說，這表明，頭骨可動性增加了鳥類個體在面臨極端選擇壓力時的適應性。
（王敏供圖）
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