化石
甕安生物群產(chǎn)自貴州甕福磷礦采區(qū)埃迪卡拉紀(jì)陡山沱組上部,主要由立體保存的多細(xì)胞藻類(lèi)、大型帶刺疑源類(lèi)和后生動(dòng)物胚胎等多種化石組成。其中的動(dòng)物胚胎化石作為迄今最古老的后生動(dòng)物化石記錄,為研究動(dòng)物在寒武紀(jì)大爆發(fā)之前的起源和早期演化歷程提供了獨(dú)一無(wú)二的實(shí)證材料,受到全球科學(xué)界的極大關(guān)注。但遺憾的是,甕安生物群中發(fā)現(xiàn)大量動(dòng)物胚胎化石的同時(shí)卻缺乏可信動(dòng)物成體化石,故一些西方學(xué)者對(duì)這些胚胎的動(dòng)物屬性提出了質(zhì)疑,他們認(rèn)為這些處于細(xì)胞分裂階段,分裂形態(tài)和大小類(lèi)似動(dòng)物胚胎的球狀化石也有可能是硫細(xì)菌、原生生物或者團(tuán)藻類(lèi)綠藻。近期,研究者采用新的技術(shù)手段進(jìn)行了大量的化石標(biāo)本調(diào)查,在甕安生物群中發(fā)現(xiàn)了一枚保存完好的"貴州始杯海綿"(Eocyathispongia qiania)。這一化石十分微小,體積只有2-3 mm3,但保存了精美的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和完好的水溝系統(tǒng),是一種與現(xiàn)代海綿動(dòng)物非常相似的原始動(dòng)物,固著在淺水區(qū)的海底通過(guò)簡(jiǎn)單的水溝系統(tǒng)進(jìn)行濾食生活。貴州始杯海綿是迄今為止全球發(fā)現(xiàn)的最古老的可靠海綿化石。該發(fā)現(xiàn)不僅將海綿動(dòng)物在地球上出現(xiàn)的實(shí)證記錄從寒武紀(jì)向前推進(jìn)了6千萬(wàn)年,還意味著復(fù)雜的多細(xì)胞動(dòng)物起源的時(shí)間可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于古生物學(xué)家的傳統(tǒng)推測(cè)。(PNAS 2015,E1453-E1460)
對(duì)于不同地質(zhì)歷史時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)的解讀,是人類(lèi)理解地球生命演化歷史的重點(diǎn)課題之一。在中國(guó)遼寧、內(nèi)蒙古和河北地區(qū)發(fā)現(xiàn)的早白堊世熱河生物群是研究地史時(shí)期生態(tài)系統(tǒng)和生命演化的重要窗口之一。由于化石記錄經(jīng)歷了兩次重要的信息轉(zhuǎn)換:死亡過(guò)程和死亡后的化石化過(guò)程。這兩個(gè)過(guò)程勢(shì)必造成某些生態(tài)信息的疊覆和丟失,在直接解讀化石記錄的信息時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的偏差。因此要克服這些偏差,埋葬學(xué)的研究就顯得十分必要。近期,研究者對(duì)熱河生物群的狼鰭魚(yú)化石群進(jìn)行了初步的埋葬學(xué)研究。證實(shí)了突發(fā)性集群死亡事件的存在;通過(guò)骨骼原位保存程度、非原位骨骼的保存方式和脊椎長(zhǎng)軸的排列方式等埋葬特征,結(jié)合伴生化石以及圍巖的沉積特征等信息,說(shuō)明高度密集的狼鰭魚(yú)化石群死亡時(shí)間應(yīng)該發(fā)生在秋末冬初;同時(shí)也指示當(dāng)時(shí)的湖泊水深不會(huì)太深,最深處也可能只有十幾米。(Palaeontology,2015,58:537-561)
泥盆紀(jì)是陸生植物多樣性和植物類(lèi)型顯著增加的地質(zhì)時(shí)期,陸生植物中除被子植物以外的所有類(lèi)群在泥盆紀(jì)都已經(jīng)出現(xiàn)。真葉植物,是廣義蕨類(lèi)、前裸子植物和裸子植物所組成的類(lèi)群,在晚泥盆世已經(jīng)非常豐富,并已經(jīng)演化出了片狀的葉子。然而,對(duì)于早期真蕨類(lèi)植物,其羽片與大型葉之間的演化途徑仍有諸多未解之謎。近期,研究者對(duì)產(chǎn)自我國(guó)江蘇、安徽等地晚泥盆世五通組地層中的一種新型早期真蕨類(lèi)植物化石進(jìn)行了綜合研究,報(bào)道了一種新的早期真蕨類(lèi)植物,并將其命名為"守剛蕨"(Shougangia)。守剛蕨具有單側(cè)著生的不定根,主枝上螺旋著生有次級(jí)枝,第三級(jí)枝交互或亞對(duì)生,枝系末端具有片狀、多裂而且多脈的羽片,繁殖器官非常復(fù)雜,多次分叉,在末端著生有大量孢子囊。守剛蕨的這些性狀特征對(duì)于研究大型葉的演化具有一定的意義。該研究顯示,早期真蕨類(lèi)植物與其他多種類(lèi)型的真葉植物在晚泥盆世分別獨(dú)立演化出了大型葉,這可能與當(dāng)時(shí)的環(huán)境變化具有一定的相關(guān)性。另外,在大型葉營(yíng)養(yǎng)器官演化的過(guò)程中,植物的繁殖器官也趨于復(fù)雜化。(Annals of Botany 2015,115:1133-1148)。
嚙齒動(dòng)物是哺乳動(dòng)物中種類(lèi)最多的一個(gè)類(lèi)群,占哺乳動(dòng)物物種數(shù)的百分之四十,而且它們分布廣泛,在除了南極洲的其他所有大陸上都可以找到其大量的蹤跡。嚙齒動(dòng)物的最大特點(diǎn)事上頜和下頜上各有兩顆會(huì)持續(xù)生長(zhǎng)的門(mén)牙,它們必須通過(guò)啃咬來(lái)不斷磨短這兩對(duì)門(mén)牙。嚙齒動(dòng)物是陸地上許多類(lèi)型的生態(tài)系統(tǒng)中的食物鏈的重要環(huán)節(jié),對(duì)于維持生態(tài)平衡起到了不可替代的作用。
如今我們能見(jiàn)到的嚙齒動(dòng)物體型都比較小,絕大多數(shù)體重不到一公斤,最大者水豚也不過(guò)60公斤,但在大約300萬(wàn)年前的南美洲北部卻曾生活著一種野牛般大小的巨型嚙齒類(lèi)動(dòng)物。這種動(dòng)物名為莫恩絲何塞豚鼠(Josephoartigasia monesi),產(chǎn)自烏拉圭的上新世地層,其頭骨達(dá)53厘米長(zhǎng),據(jù)推測(cè)其體重可達(dá)一噸重,是迄今發(fā)現(xiàn)的最大的化石嚙齒類(lèi)動(dòng)物。近期,研究者通過(guò)電腦斷層掃描創(chuàng)建了該化石頭骨的精細(xì)模型,然后結(jié)合依照其親緣關(guān)系最近的現(xiàn)代近親——長(zhǎng)尾豚鼠按比例放大的下頜模型,估算出該動(dòng)物在咀嚼時(shí)可能產(chǎn)生的咬合力。模擬顯示,何塞豚鼠頜最后面的牙齒咬合力大約有4165牛頓,或者說(shuō)比對(duì)老虎和中等大小鱷魚(yú)估算的咬合力高出約3倍。但在該動(dòng)物日益增長(zhǎng)的門(mén)牙尖端,咬合力可能只有1400牛頓左右。但出于一些無(wú)法解釋的原因,這些門(mén)牙很明顯足以強(qiáng)壯到承受上述咬合力3倍的壓力。這種跡象表明,該巨型嚙齒類(lèi)動(dòng)物可能一直利用其牙齒做除了咀嚼以外的事情,例如挖樹(shù)根、抵御捕食者,或者為了領(lǐng)土或配偶而在戰(zhàn)斗中自我防衛(wèi),就像現(xiàn)代大象所做的一樣。(J. Anat.2015,226:215-223)
預(yù)言魚(yú)目是已經(jīng)滅絕的近鯡形類(lèi)古老類(lèi)型,繁盛于歐美侏羅紀(jì)晚期和白堊紀(jì)早期的海洋環(huán)境,被認(rèn)為是弓鰭魚(yú)目的姐妹群。近鯡形類(lèi)包括半椎魚(yú)目、預(yù)言魚(yú)目和弓鰭魚(yú)目,生活在美洲淡水環(huán)境中的"活化石"弓鰭魚(yú)是現(xiàn)生近鯡形類(lèi)的唯一代表,在輻鰭魚(yú)類(lèi)研究中具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。晚侏羅世之前的預(yù)言魚(yú)目化石非常稀少。產(chǎn)于云南羅平三疊紀(jì)地層中的羅平強(qiáng)壯魚(yú),曾是預(yù)言魚(yú)目在亞洲的唯一成員,也是該目最古老的屬種。近年來(lái),研究者在貴州盤(pán)縣中三疊世(安尼期)地層中找到兩塊保存良好的預(yù)言魚(yú)目化石標(biāo)本,并命名為奇異盤(pán)縣魚(yú)。盤(pán)縣魚(yú)的生存時(shí)代略晚于強(qiáng)壯魚(yú),但比產(chǎn)于歐洲晚侏羅世和美洲早白堊世的預(yù)言魚(yú)目其他成員要早約早9000萬(wàn)年。盤(pán)縣魚(yú)代表了迄今為止最原始的預(yù)言魚(yú)目屬種。而強(qiáng)壯魚(yú)和盤(pán)縣魚(yú)在我國(guó)云貴地區(qū)三疊紀(jì)地層中的相繼發(fā)現(xiàn)表明,預(yù)言魚(yú)目的早期分異比之前想象的要快得多。(古脊椎動(dòng)物學(xué)報(bào)2015,53:1-15)
岡瓦納獸是一類(lèi)古老而奇特的哺乳動(dòng)物,它們僅在岡瓦納大陸進(jìn)化輻射,其身份難以確定,曾被視為異關(guān)節(jié)類(lèi)、多瘤齒獸類(lèi),多瘤齒獸類(lèi)的姊妹群,甚至哺乳動(dòng)物中一個(gè)分類(lèi)位置不明的類(lèi)群。近期,研究者在馬達(dá)加斯加發(fā)現(xiàn)了一種新岡瓦納獸類(lèi)哺乳動(dòng)物,名為塞蒂奇幸運(yùn)獸(Vintana sertichi)。幸運(yùn)獸生活在大約6600萬(wàn)-7000萬(wàn)年前恐龍王朝即將傾覆的前夕,它們貌似土撥鼠,但比現(xiàn)代土撥鼠大上一倍,據(jù)其124.1毫米長(zhǎng)的頭骨估計(jì),其體重約8.95公斤。幸運(yùn)獸不僅是南半球發(fā)現(xiàn)的第三個(gè)中生代哺乳動(dòng)物頭骨,還是目前岡瓦納大陸已知最大中生代哺乳類(lèi)動(dòng)物,僅次于勞亞大陸上早白堊世的巨爬獸。它們擁有嚙齒般的門(mén)牙、耐磨的臼齒,推測(cè)是用來(lái)吃樹(shù)根、種子和果實(shí)。它們還擁有一雙大眼,讓它們?cè)诤诎档沫h(huán)境下仍能看清東西,而內(nèi)耳的尺寸和形狀則令其可以聽(tīng)得見(jiàn)高頻聲音,較大的鼻腔也讓它們擁有更好的嗅覺(jué)。通過(guò)將其與現(xiàn)存的嚙齒類(lèi)動(dòng)物進(jìn)行比較,表明幸運(yùn)獸擁有成熟的咀嚼肌,下頜可以前后移動(dòng)。和現(xiàn)存相似體型的嚙齒類(lèi)動(dòng)物相比,它們的下頜可以提供更強(qiáng)的咬合力。(Nature 2014,515:512-517)
熱河生物群以盛產(chǎn)保存完整的恐龍、鳥(niǎo)類(lèi)、翼龍和哺乳動(dòng)物等精美化石聞名于世,被譽(yù)為世界級(jí)的"化石寶庫(kù)"。其中鳥(niǎo)類(lèi)化石更是數(shù)以萬(wàn)計(jì),包括原始的基干鳥(niǎo)類(lèi),體型較小的反鳥(niǎo)類(lèi)和今鳥(niǎo)類(lèi)三大類(lèi)群。今鳥(niǎo)類(lèi)是包括現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)及其祖先的較進(jìn)步類(lèi)群。近期,研究者在對(duì)征集于遼寧凌源四合屯地區(qū)的熱河生物群一批鳥(niǎo)類(lèi)化石標(biāo)本進(jìn)行研究的過(guò)程中。發(fā)現(xiàn)了一種新甘肅鳥(niǎo)——甄氏甘肅鳥(niǎo)(Gansus zheni)。甄氏甘肅鳥(niǎo)與玉門(mén)甘肅鳥(niǎo)均生存于距今約1.2億年前的早白堊世,兩者分別發(fā)現(xiàn)于遼寧的凌源盆地和甘肅的昌馬盆地,距離相差兩千多公里。之前發(fā)現(xiàn)同一時(shí)代不同盆地的鳥(niǎo)類(lèi)化石只有科一級(jí)的化石材料,而本次的發(fā)現(xiàn)縮小到屬一級(jí),這為不同盆地間鳥(niǎo)類(lèi)演化對(duì)比研究提供了親緣關(guān)系最近的化石材料。此外,目前凌源四合屯化石點(diǎn)發(fā)現(xiàn)的鳥(niǎo)類(lèi)化石只有今鳥(niǎo)類(lèi),其他化石點(diǎn)多是反鳥(niǎo)類(lèi)和今鳥(niǎo)類(lèi)共生,或者反鳥(niǎo)類(lèi)占主導(dǎo)地位。唯一以今鳥(niǎo)類(lèi)占主導(dǎo)的化石點(diǎn)是甘肅酒泉地區(qū)。因此,甄氏甘肅鳥(niǎo)也為研究中生代鳥(niǎo)類(lèi)分化提供了重要信息。(Zootaxa. 2014,3884:253-66)。
食肉植物又稱(chēng)食蟲(chóng)植物,是植物世界的一朵奇葩,它們能夠誘捕昆蟲(chóng)或其他小動(dòng)物,并能夠分泌消化液將其消化以補(bǔ)充自身養(yǎng)分,常見(jiàn)的典型代表有豬籠草和捕蠅草等。已知的食蟲(chóng)植物約有630種,分布在至少6個(gè)不同的植物進(jìn)化支系中。由于食蟲(chóng)植物均為草本,不易保存為化石,所以已發(fā)現(xiàn)的食蟲(chóng)植物化石數(shù)量很少,其過(guò)程并不清晰。目前已知最早的食蟲(chóng)植物是我國(guó)科學(xué)家在早白堊世地層中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)頸古瓶子草。近期,研究者在波羅的海的琥珀中發(fā)現(xiàn)了一些食肉植物的葉片,其時(shí)代為距今3500萬(wàn)年到4700萬(wàn)年前的始新世。這些化石葉片上遍布著多細(xì)胞桿狀腺與單細(xì)胞毛,與捕蠅幌十分類(lèi)似。后者是南非之角西南部特有的植物,能依賴(lài)不遷徙的共生昆蟲(chóng)消化掉捕獲的獵物。與捕蠅幌昆蟲(chóng)陷阱類(lèi)似,新發(fā)現(xiàn)的這些化石葉表現(xiàn)出了不同的觸須尺寸類(lèi)別的證據(jù)。根據(jù)這些化石與捕蠅幌科現(xiàn)代種類(lèi)的形態(tài)相似性,研究者提出,這些化石可能代表了這個(gè)植物科的早期成員。由于捕蠅幌科家族目前只分布于南非,學(xué)術(shù)界曾認(rèn)為它們起源于大約9000萬(wàn)年前的岡瓦納古陸,因此該化石的發(fā)現(xiàn)為研究者帶來(lái)了新問(wèn)題,需要重新評(píng)估這一世系的生物地理歷史。(PNAS 2015,112:190-195)
離龍類(lèi)是體型相對(duì)小的水生和半水生的雙孔類(lèi)爬行動(dòng)物,其最早化石記錄為1.6億年前的中侏羅世。成年個(gè)體照顧后代的傾向是現(xiàn)生初龍類(lèi)(包括鳥(niǎo)類(lèi)和鱷魚(yú)類(lèi))生殖生物學(xué)的主要特征。近期,研究者在遼西建昌喇嘛洞義縣發(fā)現(xiàn)了由6個(gè)幼年個(gè)體圍繞一個(gè)成年個(gè)體組成一個(gè)家庭的離龍類(lèi)——朝陽(yáng)喜水龍(Philydrosaurus proseilus)化石。研究結(jié)果顯示,這是雙孔類(lèi)中產(chǎn)后親代撫育行為最古老的化石記錄。該現(xiàn)象顯示這種保護(hù)可能是為了對(duì)抗掠食者,它們相對(duì)小的個(gè)體意味著離龍類(lèi)可能暴露于高捕食壓力和重大適應(yīng)性變化之下。另外,產(chǎn)后親代撫育可能改善后代存活率。(Geosciences Journal DOI: 10.1007/s12303-014-0047-1)
隨著恐龍帝國(guó)的傾覆,地球進(jìn)入了嶄新的新生代,靈長(zhǎng)類(lèi)開(kāi)始迅速輻射進(jìn)化,產(chǎn)生了大量新類(lèi)型。早期靈長(zhǎng)類(lèi)大都?xì)w入普羅猿科(Purgatoriidae),隸屬更猴形亞目。普羅猿化石產(chǎn)自北美大陸西部?jī)?nèi)陸的北部,具有三四個(gè)有效種,它們的體型雖然存在差異,但與恐龍時(shí)代的大多數(shù)哺乳動(dòng)物一樣,都只有老鼠大小。對(duì)它們的認(rèn)識(shí)主要來(lái)自牙齒和頜骨,兩年前發(fā)現(xiàn)的踝關(guān)節(jié)化石,表明它們可能擅長(zhǎng)攀援。最近,研究者又發(fā)現(xiàn)了一種新的早期靈長(zhǎng)類(lèi),取名為熊盜猿(Ursolestes perpetior),其化石產(chǎn)于蒙大拿州古新世最早期地層,包括牙齒和頜骨碎片,其大小是普羅猿的兩倍。據(jù)估計(jì),其體重約為500-1500克,大小如一稍大的松鼠,是典型普羅猿的4到10倍,這使其一舉成為早期靈長(zhǎng)類(lèi)中的巨無(wú)霸。它們可能以昆蟲(chóng)和植物果實(shí)為食。當(dāng)時(shí)已經(jīng)存在如此大的靈長(zhǎng)類(lèi)實(shí)在是出乎研究者的意料之外,它們的發(fā)現(xiàn)表明早期靈長(zhǎng)類(lèi)的體型變化幅度遠(yuǎn)比原先認(rèn)為的大。(Palaeontology 2014:1-15)
真角鹿是一種最早的具有進(jìn)步角的鹿,其化石最初由斯特林發(fā)現(xiàn)于德國(guó)斯坦海姆。在中國(guó)該屬也偶有發(fā)現(xiàn),但均不完整,為一些脫落的角及牙齒,沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與鹿角相連的頭骨。近期,研究者在甘肅省臨夏盆地晚中新世地層中發(fā)現(xiàn)一個(gè)真角鹿新種——大真角鹿(Euprox grandis)。大真角鹿是目前已知最大的麂類(lèi)動(dòng)物,其顱長(zhǎng)約為小麂的1倍、赤麂的1.5倍,頰齒約為粗壯真角鹿的1.2倍。研究者根據(jù)新材料進(jìn)行了支序分析,首次建立了包括真角鹿各種以及該屬與其他具雙叉型角的鹿類(lèi)的詳細(xì)譜系。形態(tài)對(duì)比和支序分析的結(jié)果表明,大真角鹿比該屬的任何已知種都更進(jìn)步;真角鹿屬與麂屬具有比較近的親緣關(guān)系,為麂類(lèi)中較進(jìn)步的類(lèi)型,但均保留了較長(zhǎng)的角柄。(Zootaxa 2015,3911: 043-062)
1953年,楊鐘健和周明鎮(zhèn)根據(jù)產(chǎn)自四川成渝鐵路沿線(xiàn)侏羅系地層的材料建立了維氏中國(guó)古鱉,認(rèn)為其所具有的殘余盾片,9對(duì)肋板,具前椎板等特征代表了最早的鱉科成員。然而,其后關(guān)于維氏中國(guó)古鱉究竟屬于鱉科還是兩爪鱉科的爭(zhēng)論從未停止。2014年,有研究將維氏中國(guó)古鱉排除在鱉科之外,于是2013年由平山(Hirayama)等人命名的產(chǎn)自日本下白堊統(tǒng)大倉(cāng)河童鱉就成為已知最早的化石鱉類(lèi),但由于其僅保存了兩塊殘破的骨板,且所屬時(shí)代尚存疑問(wèn),故不能為解決鱉類(lèi)起源和早期演化等問(wèn)題提供有價(jià)值的信息。我國(guó)的熱河生物群向來(lái)以豐富多樣的化石種類(lèi)和特殊的保存方式而著稱(chēng),先后發(fā)現(xiàn)了三種龜鱉類(lèi):滿(mǎn)洲滿(mǎn)洲龜,遼西鄂爾多斯龜和建昌遼龜。近期,研究者又在遼寧省葫蘆島市建昌縣下白堊統(tǒng)九佛堂組中發(fā)現(xiàn)了一件目前早期鱉類(lèi)中最完整的化石。經(jīng)研究,該化石被命名為喇嘛洞連鱉(Perochelys lamadongensis),距今約1.2億年,是熱河生物群中發(fā)現(xiàn)的第一件鱉類(lèi)化石。喇嘛洞連鱉不但保留了眾多原始特征,同時(shí)也具有不少和現(xiàn)在鱉類(lèi)一致的進(jìn)步特征,使得這種最早最完整的鱉類(lèi)看上去幾乎和現(xiàn)生鱉類(lèi)相差無(wú)幾。這意味著鱉類(lèi)至少在1.2億年前已經(jīng)完成了其主要演化階段,此后在骨骼形態(tài)上再無(wú)顯著變化。(Journal of Vertebrate Paleontology 35(2):e909450.2015)
目前,很多古生物學(xué)家認(rèn)為,鳥(niǎo)類(lèi)是由恐龍進(jìn)化而來(lái)的。但對(duì)于從恐龍到鳥(niǎo)類(lèi)、從原始羽毛到片狀飛羽的進(jìn)化細(xì)節(jié)卻不甚清楚。近期,研究者在對(duì)一件珍藏于山東天宇自然博物館的恐龍化石進(jìn)行了研究后發(fā)現(xiàn),這是一種生活于1.6億年前的具有像蝙蝠一樣膜翼翅膀的小型恐龍,并將其命名為"奇翼龍"(Yi qi)。奇翼龍生活在侏羅紀(jì)中期,屬于一種名為擅攀鳥(niǎo)龍類(lèi)的恐龍類(lèi)群。這一類(lèi)群與鳥(niǎo)類(lèi)親緣關(guān)系非常近,它們長(zhǎng)相奇特,有著短粗的頭,手部外側(cè)手指極長(zhǎng),尤其是長(zhǎng)有呈絲狀的僵硬羽毛,更接近原始羽毛,而不像其他似鳥(niǎo)恐龍和鳥(niǎo)類(lèi)擁有的片狀羽毛。奇翼龍最奇特的結(jié)構(gòu),是其腕部的一個(gè)棒狀長(zhǎng)骨。類(lèi)似的結(jié)構(gòu)從來(lái)沒(méi)有在其他恐龍中發(fā)現(xiàn)過(guò),但在一些會(huì)飛的四足動(dòng)物比如蝙蝠、翼龍和鼯鼠的腕部,或肘部、踝部附近發(fā)現(xiàn)過(guò)。經(jīng)過(guò)比對(duì),研究者發(fā)現(xiàn)奇翼龍腕部的棒狀結(jié)構(gòu)和日本鼯鼠腕部的棒狀結(jié)構(gòu)尤其相像。而在所有這些動(dòng)物中,這種棒狀結(jié)構(gòu)都支撐著翼膜,用于飛行或者滑翔。同時(shí),研究者還在奇翼龍標(biāo)本上的棒狀結(jié)構(gòu)和手指附近發(fā)現(xiàn)了殘缺翼膜。這意味著奇翼龍有著和鳥(niǎo)類(lèi)及其恐龍近親完全不同的翅膀——主要由翼膜構(gòu)成,而不是像鳥(niǎo)類(lèi)及其恐龍近親那樣主要由羽毛構(gòu)成。奇翼龍的空中生活似乎只限于在樹(shù)木之間做短距離的飛翔,或者從高處飛翔到地面。奇翼龍的發(fā)現(xiàn),為翼膜狀飛行器官的趨同演化提供了一個(gè)絕佳實(shí)證,也對(duì)了解恐龍形態(tài)差異性和鳥(niǎo)類(lèi)飛行起源具有重要意義。奇翼龍算是鳥(niǎo)類(lèi)支系飛翔演化過(guò)程中的一個(gè)先鋒,在飛翔演化的早期歷史中,充滿(mǎn)了創(chuàng)新嘗試,只不過(guò)許多支系成為演化的死胡同,只有現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)的飛行模式延續(xù)至今。(Nature 2015,521:70-73)
中生代是鳥(niǎo)類(lèi)起源和早期演化的關(guān)鍵時(shí)期,當(dāng)時(shí)主要生活的鳥(niǎo)類(lèi)包括今鳥(niǎo)型類(lèi)、反鳥(niǎo)類(lèi)和一些更基干的鳥(niǎo)類(lèi)。今鳥(niǎo)型類(lèi)是早白堊世最為進(jìn)步的一個(gè)類(lèi)群,現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)就是從其演化而來(lái)的。近期,研究者對(duì)收藏于山東天宇自然博物館的兩件鳥(niǎo)類(lèi)化石,進(jìn)行了詳細(xì)的形態(tài)學(xué)研究,認(rèn)為新標(biāo)本為紅山鳥(niǎo)類(lèi)。紅山鳥(niǎo)類(lèi)是早白堊世較為進(jìn)步的今鳥(niǎo)型類(lèi),生活在濱湖環(huán)境。新標(biāo)本在胸骨、手指、腰帶和后肢骨骼等一系列解剖學(xué)特征上,區(qū)別于其他紅山鳥(niǎo)類(lèi),研究者將其命名為彌曼始今鳥(niǎo)(Archaeornithura meemannae),種名獻(xiàn)給古脊椎所張彌曼院士,以感謝她長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)熱河生物群研究的支持。此前,世界上最古老的今鳥(niǎo)型類(lèi)化石發(fā)現(xiàn)于熱河生物群的義縣組,距今約1.25億年。而新標(biāo)本則產(chǎn)于河北豐寧四岔口盆地的花吉營(yíng)組,同位素測(cè)年表明該含鳥(niǎo)化石層距今約1.3億年。因此,新標(biāo)本代表了今鳥(niǎo)型類(lèi)已知最古老的化石記錄,將今鳥(niǎo)型類(lèi)的起源時(shí)間向史前推進(jìn)了至少5百萬(wàn)年。彌曼始今鳥(niǎo)的羽毛保存完整,包括初級(jí)和次級(jí)飛羽、扇狀尾羽,以及在低速飛行時(shí)具有重要控制作用的小翼羽。與其他熱河生物群的鳥(niǎo)類(lèi)相同,彌曼始今鳥(niǎo)的飛羽也具有較為寬大的羽軸,羽軸中部發(fā)育具有縱向凹痕,而其覆羽不具羽軸。而在始祖鳥(niǎo)和現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)中,飛羽的羽軸不具有凹痕,覆羽發(fā)育羽軸而呈羽片狀,表明現(xiàn)生鳥(niǎo)類(lèi)的上述羽毛特征是在始祖鳥(niǎo)和較進(jìn)步的今鳥(niǎo)型類(lèi)中平行演化而來(lái)的。相對(duì)于時(shí)代更晚的義縣組和九佛堂組的一些今鳥(niǎo)型類(lèi),紅山鳥(niǎo)類(lèi)這一支系在鳥(niǎo)類(lèi)的系統(tǒng)樹(shù)上處于更為進(jìn)步的位置。與之相反,花吉營(yíng)組的其他鳥(niǎo)類(lèi),如鄭氏始孔子鳥(niǎo),以及反鳥(niǎo)類(lèi),如豐寧原羽鳥(niǎo)和馬氏始鵬鳥(niǎo),卻均處于各自支系中的基干位置。彌曼始今鳥(niǎo)較進(jìn)步的系統(tǒng)位置和較老的出現(xiàn)時(shí)間,顯示出地層與譜系關(guān)系的不一致性,表明今鳥(niǎo)型類(lèi)起源的時(shí)間較已有的認(rèn)識(shí)更早。同時(shí),也將除始祖鳥(niǎo)外的其他原始鳥(niǎo)類(lèi)支系的起源和分異時(shí)間向前推進(jìn)到晚侏羅世——早白堊世。(Nature Communications 6:6987 doi:10.1038/ncomms 7987)
肺魚(yú)是現(xiàn)今僅存的三支肉鰭魚(yú)類(lèi)(肺魚(yú)類(lèi)、腔棘魚(yú)類(lèi)、四足動(dòng)物)之一,也是著名的"活化石",對(duì)肺魚(yú)的研究在演化生物學(xué)的歷史上起到過(guò)重要的作用?,F(xiàn)生肺魚(yú)僅存3屬6種,但肺魚(yú)類(lèi)在泥盆紀(jì)曾經(jīng)十分繁盛。自1811年至今,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)約80個(gè)屬近250種化石肺魚(yú),其中有49屬發(fā)現(xiàn)于泥盆紀(jì)地層中。最早的肺魚(yú)類(lèi)代表為發(fā)現(xiàn)于云南早泥盆世洛霍考夫期地層中的奇異魚(yú)以及發(fā)現(xiàn)于北美、歐洲布拉格期地層中的頂嵴魚(yú)和韋氏喙魚(yú)。這些原始肺魚(yú)的頭后骨骼仍然與其他早期肉鰭魚(yú)類(lèi)差不多,但牙齒和頭骨已經(jīng)向典型肺魚(yú)類(lèi)的形態(tài)特化。
喙肺魚(yú)科(Dipnorhynchidae)是原始的泥盆紀(jì)肺魚(yú)類(lèi),其典型代表包括喙肺魚(yú)(,卡思爾斯喙魚(yú)和洞島魚(yú)。過(guò)去,這三屬肺魚(yú)均只在澳大利亞有過(guò)報(bào)道,被認(rèn)為是澳大利亞特有的屬種。雖然張彌曼等曾將產(chǎn)自我國(guó)云南埃姆斯期地層的艾瑞克魚(yú)歸入喙肺魚(yú)科,但由于未發(fā)現(xiàn)其齒板,這一歸類(lèi)一直存有爭(zhēng)議。近期,研究者報(bào)道了化石愛(ài)好者曾廣春提供的產(chǎn)于廣西下泥盆統(tǒng)郁江組的肺魚(yú)——曾氏卡思爾斯喙魚(yú)(Cathlorhynchus zengi),為喙肺魚(yú)科化石在澳大利亞以外地區(qū)的發(fā)現(xiàn)提供了確切證據(jù)。肺魚(yú)類(lèi)化石證據(jù)表明我國(guó)的華南板塊和澳大利亞板塊在早泥盆世埃姆斯期存在密切的古地理聯(lián)系,印證了我國(guó)南方是肉鰭魚(yú)類(lèi)起源與演化中心的假說(shuō)。(Alcheringa 2015,39,http://dx.doi. org/10.1080/03115518.2015.1015819)