南極發現古老似鴨生物,或為最古老現代鳥類
在南極發現的一種新的、近乎完整的維加鳥(Vegavis iaai)頭骨化石,暗示現代鳥類起源於白堊紀末期大滅絕事件之前。南極的科學家們發現了可能是迄今為止最古老的現代鳥類。這塊有6900萬年歷史的化石,或許終將平息長期以來關於現代鳥類起源的爭論。
這個近乎完整的頭骨屬於維加鳥,這是一種水禽,被認為是現代鴨子和鵝的古老親戚。新的研究表明,該物種與霸王龍等恐龍生活在同一時期,並可能在白堊紀末期的大滅絕事件中倖存下來。
該研究的共同作者、德州大學奧斯汀分校的古生物學家茱莉亞·克拉克(Julia Clarke)在1992年報告了在南極維加島發現的第一塊維加鳥化石。那塊化石大約有6600萬到6800萬年的歷史。她提出,該物種與現代鳥類,尤其是水禽有關聯。但並不是所有人都信服,因為科學家們缺少關鍵的線索——這種生物的頭骨。
研究共同作者、俄亥俄大學的進化生物學家帕特里克·奧康納(Patrick O' Connor)告訴《生活科學》(Live Science):「(最初的化石)只是骨骼完全不同的部分。而對於鳥類來說,頭骨有很多系統發育或資訊特徵,可以告訴你它是什麼。」
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這塊新的維加鳥化石估計有6800萬到6900萬年的歷史,是在2011年的一次考察中發現的,但直到現在才被分析。該研究於週三(2月5日)發表在《自然》(Nature)雜誌上。
新頭骨的發現使科學家們能夠更多地瞭解這個物種,以及它在鳥類家族樹中的位置。他們發現,與侏羅紀和白堊紀時期(2.013億至6600萬年前)存在的前現代鳥類不同,維加鳥具有與現存鳥類相似的特徵——包括典型的現代鳥類的腦部形狀,以及上喙中一塊獨特的骨頭。大多數前現代鳥類的上喙由一塊稱為上頜骨的單一骨頭構成,尖端有一點另一種型別的骨頭,即前上頜骨。
研究共同作者、加州斯托克頓太平洋大學的古生物學家克里斯托弗·託雷斯(Christopher Torres)告訴《生活科學》:「當我們觀察維加鳥時,整個上喙都是前上頜骨。上頜骨非常小,這正是我們對現代鳥類的預期。」
透過3D重建,科學家們展示出這種鳥有一個長而窄的喙,並配有強有力的頜肌,就像現代潛水鳥類用來捕魚一樣。
未參與該研究的劍橋大學古生物學家胡安·貝尼託·莫雷諾(Juan Benito Moreno)告訴《生活科學》:「對我來說,看到頭骨如此特化是最有衝擊力的。在進化早期就看到如此極端的生態特徵,令人驚訝。」
在白堊紀末期(1.45億至6600萬年前)撞擊地球的巨大小行星,導致所有非鳥類恐龍滅絕。陸禽(雞形目)和水禽(雁形目)是恐龍時代最早存在的現代鳥類之一。
託雷斯說,雖然大滅絕事件後發生了快速進化,但「對現代鳥類進行基因組比較的研究預測,最早的分化發生在那次大滅絕之前。但它們的化石記錄極其稀少。」
他表示,雖然有強有力的證據表明維加鳥與現代鳥類有關聯,但目前仍不清楚它是否真的是現代鴨子和鵝的親戚。
未參與該研究的康涅狄格州布魯斯博物館的古生物學家丹尼爾·克塞普卡(Daniel Ksepka)也表示贊同。他在一封電子郵件中告訴《生活科學》:「維加鳥似乎有點奇怪。如果系統發育學是正確的,那麼類似鴨子的喙要麼是在白堊紀時期進化出來,但在維加鳥身上消失了,要麼就是多次獨立進化而來。看看未來的化石是否能證實其中一種情況,將會很有趣。」
維加鳥生存的時期,全球溫度比現在高得多,當時南極洲氣候溫和,植被覆蓋。它與小行星撞擊地點的距離,可能使該物種在隨後的災難中得到了一些保護。
對奧康納來說,這項研究是在南極白堊紀岩石中發現更多物種的開端。他說:「鳥類的故事很精彩,但我們還可以追蹤其他動物群,更重要的是植物,透過那次大滅絕事件,讓我們更好地瞭解生態系統對全球環境擾動的反應。」