鳥類是如何把自己牙齒搞丟的？

胡若成

我們現(xiàn)在所能見到的鳥類都沒有真正意義上的牙齒，取而代之的是角質(zhì)喙（huì），但是鳥類的祖先—恐龍類爬行動(dòng)物卻是長(zhǎng)有牙齒的。那么鳥類是如何搞丟了牙齒的呢？讓我們跟隨故事的介紹，一起攀登鳥類演化的科學(xué)高峰吧！

第一只無齒鳥

和

最后的有齒鳥

1860年，人們發(fā)現(xiàn)了已知最早的鳥——始祖鳥類動(dòng)物，它具有牙齒、羽毛和翅膀，以及沒有愈合的尾巴，具備恐龍和鳥的雙重特征。不過，最新的研究顯示，始祖鳥并不是鳥類的祖先，而是恐爪龍類，屬于非常規(guī)進(jìn)化的帶羽毛的恐龍。

很快，第一只沒有牙齒的鳥類出現(xiàn)了，那就是1993年出土于中國(guó)遼寧北票的孔子鳥類（圣賢孔子鳥），它的取食工具是套在頜骨前部的角質(zhì)喙形結(jié)構(gòu)。依據(jù)出土地層推算，孔子鳥類生活在約1.25億年前的晚侏羅紀(jì)至早白堊紀(jì)時(shí)期。

沿著鳥類演化的道路向前走，奇怪的事情發(fā)生了：早已在孔子鳥身上消失了的牙齒又在更先進(jìn)的類群里重新出現(xiàn)了！無論是反鳥類（得名于肩膀部分的連接方式與現(xiàn)代鳥相反）還是今鳥類（它們是包括現(xiàn)代鳥類在內(nèi)的真正的鳥，狹義的“鳥綱”）中的黃昏鳥目、燕鳥目和遼寧鳥目，它們都具有牙齒，而其他今鳥類卻又都沒有牙齒。也就是說，反鳥類和今鳥類的三個(gè)目，就是最后的有齒鳥類！

百家爭(zhēng)鳴話鳥牙

鳥類無規(guī)律的變化給研究牙齒消失之謎的科學(xué)家們?cè)O(shè)置了重重障礙。究竟是什么因素決定著鳥類牙齒的有無呢？

假說一：

荷蘭古生物學(xué)家海爾曼認(rèn)為，角質(zhì)喙的出現(xiàn)替代了牙齒的功能，牙齒失去了作用便消失了。不過，我們很容易就能發(fā)現(xiàn)，它無法解釋既然孔子鳥已經(jīng)用角質(zhì)喙代替了牙齒，為什么更先進(jìn)的后代——反鳥類和黃昏鳥類卻仍具有牙齒？

假說二：

有科學(xué)家認(rèn)為，數(shù)量繁多且凸出頜骨的牙齒會(huì)增加鳥的體重，增大空氣阻力，不利于鳥類的飛行，因此有齒鳥便逐漸被淘汰掉了。但難以解釋的是，無齒鳥并沒有快速繁盛，從孔子鳥出現(xiàn)的晚侏羅紀(jì)到有齒鳥滅絕的白堊紀(jì)末，有齒鳥和無齒鳥可能共存了長(zhǎng)達(dá)6000萬年的時(shí)間。

假說三：

一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，控制鳥類牙齒生長(zhǎng)的相關(guān)基因可能早在1.16億年前的鳥類祖先中就全部或部分失去了活性，導(dǎo)致鳥類的牙齒結(jié)構(gòu)越來越簡(jiǎn)單，最終到完全消失。

牙齒消失可能不是一次性事件

以往的研究和假說認(rèn)為，除孔子鳥外，現(xiàn)代鳥類牙齒的消失應(yīng)該是一次性事件，即所有無齒的現(xiàn)代鳥類具有一個(gè)共同的祖先。

2019年一項(xiàng)新發(fā)表的研究打開了鳥類牙齒演化研究的新篇章。這項(xiàng)由著名古鳥類學(xué)家周忠和院士領(lǐng)導(dǎo)的研究認(rèn)為，牙齒退化在鳥類不同演化中發(fā)生了多次，無齒鳥們沒有統(tǒng)一的共同祖先，鳥類角質(zhì)喙是多次出現(xiàn)的。已有的化石也表明，大量中生代（三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和白堊紀(jì)）鳥類支系獨(dú)立演化出了喙的結(jié)構(gòu)，角質(zhì)喙的出現(xiàn)并不是牙齒退化的原因。

偵探筆記

推理難度：★★★★

推理結(jié)果：牙齒的有無并不是鳥類演化的關(guān)鍵特征，不同的古鳥類在適應(yīng)環(huán)境的過程中都不約而同地退化掉了牙齒，從而形成了現(xiàn)代鳥類無齒的現(xiàn)象。

推理筆記：地球具有數(shù)十億年的歷史，大自然奧妙無窮，生物們?yōu)榱诉m應(yīng)環(huán)境的變化，演化出地球上豐富多彩的生物多樣性系統(tǒng)。演化沒有方向，沒有意志，卻永遠(yuǎn)充滿了謎一樣的魅力。