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四肢骨骼演化進一步揭示從恐龍到鳥的演化軌跡_今熱點

2023-06-06 18:42:34 來源：新華網(wǎng)

(資料圖片僅供參考)

新華社北京6月6日電（記者溫競?cè)A）記者從中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所獲悉，該所研究人員通過對鳥類起源過程中四肢骨骼的動態(tài)演化進行量化分析，進一步揭示了從恐龍到鳥的演化軌跡。相關(guān)成果6月5日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·生態(tài)與進化》。

從恐龍到鳥的演化涉及大量骨骼系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)和表皮衍生物等結(jié)構(gòu)的變化，多數(shù)都與飛行的起源相關(guān)。其中最為顯著的就是以四肢骨長度（即前肢和后肢）所代表的體型改變，這也是認(rèn)識“陸地奔跑的恐龍”成為“飛上藍天的鳥類”這一重要轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵。

包括鳥類在內(nèi)的中生代獸腳類恐龍肢骨形態(tài)演化空間和多樣性的比較。（中科院古脊椎所供圖）

最早的鳥類出現(xiàn)于中生代時期。研究人員通過構(gòu)建包含鳥類在內(nèi)的大量中生代獸腳類恐龍肢骨的形態(tài)演化空間，并量化鳥類、非鳥類副鳥類和非副鳥類獸腳類恐龍這三個類群的肢骨多樣性，發(fā)現(xiàn)早期鳥類四肢骨骼的整體多樣性低于其他非鳥類獸腳類恐龍，類似的差異也反映在前肢上。但是當(dāng)研究對象聚焦于后肢時，差異就不明顯。

同時，演化速率的估算結(jié)果顯示，中生代獸腳類恐龍前后肢整體的演化速率在接近鳥類的起源節(jié)點時變慢，同樣的趨勢在前肢中也出現(xiàn)，但是在后肢的演化中卻沒有類似的變慢趨勢。這說明演化速率在原始鳥類中的放緩，仍然是前肢作用的結(jié)果。

“這些發(fā)現(xiàn)與演化生物學(xué)的‘常識’大相徑庭。”文章第一作者及通訊作者、中科院古脊椎所研究員王敏介紹，當(dāng)某一種具有“演化革新”意味的特征（如上、下頜）或者形態(tài)功能（如飛行、咀嚼）在某一類群中出現(xiàn)時，通常認(rèn)為該類群的演化速率會變快、多樣性也會增加。

上述分析顯示，早期鳥類肢骨形態(tài)多樣性的貧瘠和演化速率的降低，主要受前肢“拖累”。對于這一現(xiàn)象，該研究認(rèn)為，為適應(yīng)飛行中的空氣動力學(xué)作用，原始鳥類的前肢只能夠發(fā)生有限變化。隨著許多和飛行相關(guān)的進步特征（例如和完成飛行精細(xì)動作相關(guān)的肌肉、韌帶、骨骼的關(guān)節(jié)方式等）在演化后期出現(xiàn)，前肢的變化才能突破“瓶頸”，最終演化出現(xiàn)代鳥類所呈現(xiàn)的形態(tài)多樣的前肢結(jié)構(gòu)。

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