科技日?qǐng)?bào)記者 陸成寬

鳥(niǎo)類是目前世界上多樣性最豐富的陸生脊椎動(dòng)物，其演化如此成功，一個(gè)關(guān)鍵因素便是鳥(niǎo)類頭骨具有獨(dú)特的可動(dòng)性。

(資料圖片)

通過(guò)高精度三維掃描和復(fù)原，我國(guó)科研人員發(fā)現(xiàn)，距今1.2億年的中生代反鳥(niǎo)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(guān)研究成果在線發(fā)表于自然指數(shù)期刊《eLife》。

“這說(shuō)明，現(xiàn)生鳥(niǎo)類頭骨可動(dòng)性在反鳥(niǎo)類中沒(méi)有出現(xiàn)?！?2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(dòng)物中，鳥(niǎo)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(dú)立的運(yùn)動(dòng)，古生物學(xué)家稱之為頭骨可動(dòng)性?！斑@一功能特征使得鳥(niǎo)嘴能夠取代‘手’完成大量精細(xì)的動(dòng)作?！蓖趺糁赋觥?/p>

鳥(niǎo)類頭骨可動(dòng)性的發(fā)生依賴于兩個(gè)通道：由方骨-顴骨-方顴骨-上頜關(guān)聯(lián)而成的頭骨“側(cè)面通道”，以及由方骨-翼骨-顎骨-犁骨在腭面構(gòu)成的“腭面通路”?！昂?jiǎn)單說(shuō)來(lái)，隨著方骨的前、后轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩個(gè)通道上的骨骼通過(guò)可動(dòng)關(guān)節(jié)發(fā)生位移，就像傳送帶一樣完成嘴巴的張開(kāi)和閉合?！蓖趺艚忉尩?。

鳥(niǎo)類的祖先——非鳥(niǎo)類恐龍的頭骨因?yàn)槿笔鲜鰞蓚€(gè)通道而不具有可動(dòng)性，顯得異常笨拙。

長(zhǎng)期以來(lái)，鳥(niǎo)類頭骨獨(dú)特的可動(dòng)性是如何演化而來(lái)，備受學(xué)界關(guān)注?！叭欢芑４婧脱芯渴侄蔚南拗?，鳥(niǎo)類頭骨主要區(qū)域的形態(tài)功能，特別是上述通路在鳥(niǎo)類演化歷史中是如何變化的，我們并不清楚?！蓖趺籼寡浴?/p>

利用高精度CT掃描技術(shù)，研究人員對(duì)中生代反鳥(niǎo)類雅尾鹓鶵的頭骨進(jìn)行了三維復(fù)原，重建了幾乎所有頭骨骨骼的立體形態(tài)，包括構(gòu)成頭骨可動(dòng)性通道的骨骼。

距今1.2億年鳥(niǎo)類雅尾鹓鶵頭骨的三維復(fù)原。

研究結(jié)果顯示，鹓鶵保留了典型的主龍類雙顳弓的顳區(qū)結(jié)構(gòu)，“側(cè)面通道”并未形成；同時(shí)，鹓鶵的腭面構(gòu)造與獸腳類恐龍相差無(wú)幾，“腭面通道”也未出現(xiàn)。

“相較于顳區(qū)和腭區(qū)的構(gòu)造，鹓鶵的其他頭骨形態(tài)都呈現(xiàn)出典型的、進(jìn)步的鳥(niǎo)類特征，說(shuō)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(duì)保守，這樣原始和進(jìn)步的形態(tài)特征同時(shí)出現(xiàn)，就是典型的鑲嵌演化?！蓖趺粽f(shuō)。

王敏表示，以鹓鶵為代表的反鳥(niǎo)類是中生代鳥(niǎo)類演化最成功的一個(gè)類群，但是它們的頭骨并不是可動(dòng)性頭骨。這說(shuō)明，在鳥(niǎo)類演化歷程上，可動(dòng)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(jìn)關(guān)系，發(fā)生在反鳥(niǎo)類從鳥(niǎo)類主干分離之后。

恐龍，中生代和現(xiàn)代鳥(niǎo)類頭骨形態(tài)功能的比較。

“反鳥(niǎo)類雖然曾經(jīng)在全球廣泛分布，但他們都在6600萬(wàn)年前的白堊紀(jì)末期大滅絕事件中消失了，而具有可動(dòng)性頭骨的今鳥(niǎo)型類則存活下來(lái)，并在新生代快速演化并形成所有現(xiàn)代鳥(niǎo)類。”王敏說(shuō)，這表明，頭骨可動(dòng)性增加了鳥(niǎo)類個(gè)體在面臨極端選擇壓力時(shí)的適應(yīng)性。

（王敏供圖）

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