中科院團隊發(fā)現(xiàn)新化石將鳥類起源時間提前兩千萬年

鳥類是地球上最為成功的脊椎動物類群之一，從南極到北極、從海洋到沙漠，幾乎遍布地球的每個角落。它們的飛行能力、獨特的羽毛結構以及高度適應性的身體構造，一直是科學家們孜孜以求研究的對象。然而，關于鳥類是如何從恐龍演化而來，尤其是它們是在什么時候獲得這些特征的問題，始終充滿爭議。

自1861年德國巴伐利亞石灰?guī)r采石場發(fā)現(xiàn)第一具始祖鳥化石以來，這個距今約1.5億年的物種就成為了連接恐龍和鳥類的重要化石證據(jù)。始祖鳥既具有羽毛和翅膀等鳥類特征，又保留著爬行動物般的長尾和銳利爪子，完美詮釋了達爾文所說的“過渡形式”。然而，在此后的160多年里，除了始祖鳥之外，科學家們一直未能在侏羅紀地層中發(fā)現(xiàn)其他確切的鳥類化石，這使得鳥類早期演化的歷史長期處于模糊狀態(tài)。

近日，這一歷史空白終于被打破。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王敏研究員團隊在英國《自然》雜志上發(fā)表最新研究成果，報道了他們在中國福建省南平市政和縣發(fā)現(xiàn)的一種新的鳥類化石——八閩鳥。這一發(fā)現(xiàn)不僅填補了鳥類早期演化歷史中的重要空白，還大幅改寫了科學界對鳥類演化進程的認知。

這具保存完好的八閩鳥化石出土于距今約1.49億～1.5億年的地層中，與德國的始祖鳥年代相近。通過對化石的詳細研究，該團隊發(fā)現(xiàn)這是一種體型嬌小的鳥類，估計體重為140～300克，大約能放在人的手掌中。八閩鳥展現(xiàn)出了一系列令人驚訝的特征組合：它具有現(xiàn)代鳥類才有的短尾，尾椎骨融合成尾綜骨；同時，其肩帶和骨盆的構造也顯示出與現(xiàn)代鳥類相似的特征。然而，它的手部結構仍保持著與非鳥類獸腳類恐龍相似的原始特征。

八閩鳥的發(fā)現(xiàn)具有里程碑式的意義。王敏介紹說：“它是目前已知最早的短尾鳥類，將這一關鍵特征的出現(xiàn)時間提前了將近2000萬年。在此之前，最早的短尾鳥類化石記錄來自早白堊紀，年代約為1.3億年前?！?/p>

更重要的是，他們在同一地點還發(fā)現(xiàn)了一塊可能屬于今鳥型類的叉骨化石。通過精確的幾何形態(tài)測量和系統(tǒng)發(fā)育分析，研究團隊認為這塊叉骨很可能屬于更為進步的鳥類類群。這些發(fā)現(xiàn)共同表明，鳥類在晚侏羅紀時期就已經(jīng)開始了顯著的分化。

八閩鳥的發(fā)現(xiàn)源于研究團隊在福建政和地區(qū)的持續(xù)探索。2023年10月至11月期間，研究團隊在政和縣楊源村附近進行了為期近兩個月的野外發(fā)掘工作。除了這些珍貴的鳥類化石外，他們還發(fā)現(xiàn)了52具龜鱉類化石、17具半水棲爬行動物化石，以及大量的魚類和植物化石。這些化石共同構建出了一幅晚侏羅紀時期該地區(qū)豐富的生態(tài)系統(tǒng)圖景。

在鳥類的演化過程中，短尾的出現(xiàn)被認為是一個重要的變革特征。這一特征不僅有助于減少飛行時的空氣阻力，還能使身體重心前移，從而改善飛行能力。然而，這種特征是如何從長尾逐漸演化而來的，一直是個謎團。八閩鳥的尾綜骨由5節(jié)尾椎骨融合而成，這與其他早期鳥類如孔子鳥（具有10節(jié)融合的尾椎骨）有明顯區(qū)別。八閩鳥的尾綜骨呈現(xiàn)出向背部彎曲的特征，這種構造雖然程度較輕，但已經(jīng)顯示出了與今鳥型類相似的“犁形”特征。這些特征表明，鳥類的某些關鍵形態(tài)特征可能在演化歷史中出現(xiàn)得比此前認知更早。

通過詳細的形態(tài)學分析和系統(tǒng)發(fā)育研究，研究團隊發(fā)現(xiàn)八閩鳥在進化樹上的位置介于始祖鳥和其他更為進步的鳥類之間。它展示了一種獨特的“鑲嵌式進化”模式：一些特征（如短尾和進步的肩帶結構）已經(jīng)非?，F(xiàn)代化，而另一些特征（如手部結構）則仍保持著原始狀態(tài)。這種特征組合為我們理解鳥類是如何逐步獲得現(xiàn)代特征提供了重要線索。

研究團隊還通過貝葉斯定年分析推測，鳥類的起源時間可以追溯到中侏羅世晚期（約1.72億～1.64乙年前）。如果考慮到同地點發(fā)現(xiàn)的叉骨確實屬于今鳥型類，那么鳥類的起源時間可能還要進一步提前到早侏羅世晚期。這一時間估計比此前的認知要早得多。

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所周忠和院士指出：“即使考慮到始祖鳥的系統(tǒng)發(fā)育位置存在不確定性，我們也不會懷疑八閩鳥是一種真正的侏羅紀鳥類。這個發(fā)現(xiàn)表明，鳥類在晚侏羅紀時期就已經(jīng)開始了顯著的分化?！?/p>

值得注意的是，八閩鳥可能具有比始祖鳥更強的飛行能力。研究發(fā)現(xiàn)，它的肩胛骨和烏喙骨是分離的，這種特征在現(xiàn)代鳥類中普遍存在，有利于提高飛行能力。它的叉骨呈“回旋鏢”形，叉角約為65度，比始祖鳥的叉角小得多，這種構造更接近現(xiàn)代鳥類。這些特征共同表明，八閩鳥在飛行能力上可能比同時期的其他鳥類更為進步。

八閩鳥化石的發(fā)現(xiàn)地點——政和生物群，近年來已經(jīng)成為古生物學研究的重要化石產(chǎn)地。就在一年前，研究團隊在這里發(fā)現(xiàn)了一種被命名為“福建獵龍”的恐龍化石，被認為是鳥類最近的親緣類群之一。目前，這個化石產(chǎn)地已經(jīng)出土了超過100具化石標本，大部分是水生或半水生動物。

它為研究侏羅紀末期的生態(tài)系統(tǒng)提供了難得的窗口。這里的發(fā)現(xiàn)不僅幫助我們理解了鳥類的早期演化歷史，也展現(xiàn)了距今約1.5億年前這片區(qū)域豐富的生物多樣性。

隨著發(fā)掘工作的繼續(xù)進行，研究團隊相信政和生物群還會帶來更多重要發(fā)現(xiàn)。這些發(fā)現(xiàn)不僅能幫助我們更好地理解鳥類的起源和早期演化，也將展現(xiàn)侏羅紀末期這個重要的進化轉折點更完整的生命圖景。