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長著恐龍頭骨和怪異身體的白堊紀鳥類

朱氏克拉通鷙（Cratonavis zhui ）化石標本

中生代記錄了鳥類如何從恐龍演化出來，並演化出獨有的體型特徵。這一演化階段鳥類譜系的多樣性主要以反鳥類和今鳥型類構成的鳥胸類為主，而鳥胸類已經演化出大量與現生鳥類相似的形態特徵，與最原始的鳥類（始祖鳥）在形態上差異巨大。演化位置介於二者之間的非鳥胸類鳥類（以下簡稱基幹鳥類）則為填補這一鴻溝提供了重要資訊。但是長期以來受限於化石發現，限制了對基幹鳥類早期分異的研究。此次發現的鳥類恰好屬於熱河生物群（距今1.35—1.2億年）基幹鳥類巾幗鳥科（Jinguofortisidae）的新屬種，研究人員將其命名為朱氏克拉通鷙（Cratonavis zhui ）：鷙，意指兇猛的鳥，取自屈原的《離騷》——鷙鳥之不群兮，自前世而固然；屬名克拉通，取自國家自然科學基金基礎科學中心專案“克拉通破壞與陸地生物演化”（這是探討生物演化和華北克拉通破壞內在聯繫的大型學科交叉專案）。種名獻給朱日祥院士，其團隊在華北克拉通破壞的機理問題方面開展了大量重要研究。

克拉通鷙與獸腳類恐龍在頭骨形態上相差無幾，特別是保留了原始主龍類雙顳孔的結構—上、下顳孔獨立於眼眶且相互分離，翼骨具有膨大的方骨支，犁骨粗大。這些原始的特徵都說明克拉通鷙並未演化出現生多數鳥類具有的頭骨可動性，即上頜獨立於腦顱和下頜發生運動。與之相對，克拉通鷙的頭後骨骼卻已經具有大量鳥類的進步特徵，例如骨化的胸骨，加長的前肢，縮短的尾骨，對握的腳爪等，說明了頭骨和身體的模組化演化，頭骨特別是顳區和齶區在演化上比較保守。

克拉通鷙最為特殊的是具有異常長的肩胛骨和第一蹠骨（相當於腳掌最內側的骨骼）。研究人員通過比較分支系統學的方法，追溯了上述兩塊骨骼在恐龍—鳥類演化過程中的動態軌跡。肩胛骨是鳥類飛行結構的重要組成部分，其形態在不同飛行方式的鳥類中變化顯著。研究人員發現肩胛骨在獸腳類恐龍比在鳥類中更易發生長度的改變，其在克拉通鷙中的獨立加長有可能是適應飛行的一種嘗試，因為加長的肩胛骨能夠擴大控制向下扇動翅膀的肌肉的附著面積。克拉通鷙的第一蹠骨的相對長度遠超過其他鳥類和多數恐龍。在恐龍—鳥類演化中，第一蹠骨顯示出縮短的趨勢，例如第一蹠骨在鳥類中的相對長度比例是遠小於原始的獸腳類恐龍，而鳥類第一蹠骨的比例在其分異伊始就已經確立。第一蹠骨在克拉通鷙中的加長是獨立演化的結果。這一結論也可以從第一蹠骨的系統發育信號的變化中得到證實：其受系統發育關係影響的程度在獸腳類恐龍中較高，但是在接近副鳥類時降低。利用生態主軸分析，結合巨大的第一腳趾和彎曲的腳爪，研究人員提出第一蹠骨的異常增長有可能與克拉通鷙類似猛禽一樣的生態習性有關。克拉通鷙獨特的肩胛骨和蹠骨顯示了在個體發育、自然選擇和生態功能機會的動態作用下，一些看似演化相對保守的骨骼“擺脫了限制”而發生演化變化的現象。

自然雜誌子刊《自然—生態與進化》（Nature Ecology & Evolution）發表了由中國科學院古脊椎動物與古人類研究所獨立完成的有關早期鳥類頭骨和身體獨立演化的研究:
https://www.nature.com/articles/s41559-022-01921-w

朱氏克拉通鷙復原圖（趙闖繪製）

2023-1-17 03:42 AM