解開6,900萬年的演化之謎：科學家發現最古老的現代鳥類

六千六百萬年前，一顆小行星撞擊墨西哥尤卡坦半島，導致所有已知的非鳥類恐龍滅絕。然而，對於今天水鳥的早期祖先來說，這場大滅絕事件就像是「鴨子背上的水」，輕鬆度過。關鍵在於地理位置，南極洲可能成為它們的避難所，其偏遠性使其免受地球上其他地方動盪的影響。化石證據顯示，當時南極洲氣候溫和，植被茂盛，可能為包括鴨子和鵝在內的鳥類群體提供了早期孵化的環境。

一篇發表在《自然》期刊上的論文描述了一項重要發現：一種已知最古老的現代鳥類化石，這種鳥類是鴨子和鵝的早期親戚，生活在南極洲，大約與暴龍統治北美洲的時期相同。這項研究由俄亥俄大學傳統整骨醫學院的國家科學基金會（NSF）博士後研究員克里斯多福·託雷斯博士領導。

這塊化石是一具幾乎完整的6,900萬年前的頭骨，屬於一種名為Vegavis iaai的已滅絕鳥類，由南極半島古生物學計畫在2011年的探險中收集。這具新發現的頭骨展現出長而尖的喙和獨特的腦部形狀，這些特徵在所有已知的中生代鳥類中都是獨一無二的。這些特徵將Vegavis歸類於包括所有現代鳥類的群體中，代表了地球上廣泛且成功的演化輻射的最早證據。

研究的主要作者託雷斯博士表示，很少有鳥類像Vegavis這樣能在古生物學家中引發如此多的爭論。這具新化石將有助於解決許多這些爭論，尤其是Vegavis在鳥類生命樹中的位置。Vegavis最早於20年前由德州大學奧斯汀分校的茱莉亞·克拉克博士及其同事報告，當時被認為是現代鳥類（也稱為冠群鳥類）的早期成員，演化上屬於水鳥類。然而，現代鳥類在白堊紀末期滅絕事件之前極為罕見，最近的研究也對Vegavis的演化地位提出了質疑。這項研究描述的新標本擁有之前所有化石都缺乏的特徵：一具幾乎完整的頭骨。

這具新頭骨有助於消除這些懷疑，保留了與現代鳥類（特別是水鳥）一致的幾個特徵，如腦部和喙骨的形狀。與今天大多數水鳥不同，這具頭骨保留了強大的顎部肌肉痕跡，這些肌肉在潛水捕魚時有助於克服水的阻力。這些頭骨特徵與骨骼其他部分的線索一致，表明Vegavis在追捕魚類和其他獵物時使用腳進行水下推進，這種捕食策略與現代水鳥不同，更像是一些其他鳥類，如鸊鷉和潛鳥。

這項研究的共同作者、俄亥俄大學教授兼丹佛自然與科學博物館地球與空間科學主任派翠克·奧康納博士表示，這具化石強調了南極洲對於現代鳥類演化早期階段的重要性。與此同時，地球上其他地方發現的鳥類化石幾乎無法用現代鳥類的標準來識別。此外，大多數儲存有脆弱鳥類化石的遺址只能提供不完整的標本，僅能暗示其身份，正如Vegavis之前的情況。

那些擁有白堊紀晚期鳥類化石記錄的少數地方，如馬達加斯加和阿根廷，揭示了一群奇異的、現已滅絕的物種，這些物種擁有牙齒和長骨尾，與現代鳥類僅有遠親關係。奧康納博士指出，南半球偏遠地區，特別是南極洲，似乎發生了非常不同的事情。

南極洲大陸如何幫助塑造深遠時期的現代生態系統，是全球科學家積極研究的主題。卡內基自然歷史博物館的馬修·拉曼納博士表示，南極洲在許多方面是人類理解恐龍時代生命的最後前沿。

託雷斯博士在俄亥俄大學的三年期間，獲得了NSF博士後研究員計畫的支援，致力於一個研究鳥類多樣化與滅絕韌性之間關係的專案，結合生態學、腦部解剖學和其他生命史特徵進行分析。他現在是加州斯托克頓太平洋大學生物科學系的助理教授。

俄亥俄大學校長洛裡·斯圖爾特·岡薩雷斯表示，這項發現展示了科學研究的力量以及我們機構在推進地球深遠歷史知識方面的關鍵作用。這項研究不僅增進了我們對早期鳥類演化的理解，還凸顯了俄亥俄大學研究生和博士後研究人員在這些探險中的寶貴貢獻。正是透過這些全球性的探險努力——無論是在野外還是在實驗室中——我們才能真正理解地球在數百萬年間經歷的動態變化。這項研究是將STEM教育與實踐性、變革性研究相結合的典範，為下一代科學家應對未來的挑戰做好準備。

奧康納博士補充道，像這樣涉及學生和博士後研究人員的大型專案，為未來的科學家提供了合作、推進科學並解決地球面臨的最大問題的準備。