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《自然》第四次刊发我校关于鸟类起源研究成果
[日期:2015年4月30日        阅读:838 次]

    430日,《自然》杂志发表我校地质与古生物科研团队完成的一篇题为一件具有膜翅膀的奇异侏罗纪兽脚类恐龙 A bizarre Jurassic maniraptoran theropod with  preserved evidence of membranous wings)的研究成果,这是我校第四次在《自然》上发表论文。地质与古生物团队对一种生活于约1.6亿年前的具有类似蝙蝠翅膀的小型恐龙进行了深入研究,这一研究成果对我们了解恐龙形态差异性和鸟类飞行起源具有重要意义,代表我国学者在鸟类起源研究方向再一次取得重大成果。

这种被命名为“奇翼龙”的小型恐龙属于“擅攀鸟龙类”的恐龙类群,这一恐龙类群与鸟类亲缘关系非常近,但它们长相奇特,头部短粗,手部外侧手指极长,尤其是其僵硬的羽毛呈丝状,更接近原始羽毛,而不像其他似鸟恐龙和鸟类拥有的片状羽毛。

最奇特的是奇翼龙腕部有一个棒状长骨结构,类似结构从来没有在其他恐龙当中被发现过,但却在一些会飞的四足动物的腕部,或者肘部、踝部附近存在,这些动物包括蝙蝠、翼龙和鼯鼠等,而奇翼龙腕部的棒状结构和日本鼯鼠腕部的棒状结构尤其相像。在所有这些动物中,这种棒状结构都支撑着翼膜,用于飞行或者滑翔。在奇翼龙标本上,我校的研究者们也确实也在奇翼龙棒状结构和手指附近发现了残缺的翼膜,这意味着奇翼龙有着和鸟类及其恐龙近亲完全不同的翅膀,它的翅膀像蝙蝠和其他会飞的四足动物一样,主要由翼膜构成,而不是像鸟类和近鸟龙那样主要由羽毛构成。

为了揭示这一标本保存的重要信息,尤其是确认这个棒状结构的性质,研究人员采用了CT和扫描电镜等多种仪器对化石进行分析,获取了包括软体组织上保存的黑色素体在内的宏观和微观信息,还分析了化石围岩和化石上的化学组分,最终确认奇翼龙腕部的棒状结构是翼膜翅膀的关键组成部分。

我校地质与古生物研究所所长郑晓廷教授说:“有着翼膜翅膀的奇翼龙生活在侏罗纪中期,因此它算是在鸟类支系飞翔演化过程中的一个先锋。它提醒我们,在飞翔演化的早期历史中,充满了创新尝试,许多支系成为了演化的死胡同,只有现生鸟类的这种飞行模式延续至今。”

值得一提的是,‘奇翼龙’是已知最短的恐龙名字。不仅如此,这个名字还凸显了在恐龙向鸟类演化的过程中,这一物种演化出了一个非常奇特的翅膀,完全不同于其他似鸟恐龙和鸟类的翅膀。奇翼龙的发现,为翼膜状飞行器官的趋同演化提供了一个绝佳实证,表明即便是在以羽翼为特征的鸟类支系上,也曾出现过翼膜翅膀。

尽管通过形态特征的分析和飞行能力的计算,研究者相信奇翼龙的翅膀具有空气动力学功能,但奇翼龙并不是一个具有竞争力的飞翔者,它的空中生活似乎只限于在树木之间做短距离的飞翔,或者从高处飞翔到地面。研究者还无法确定奇翼龙是采用扑翼飞行、滑翔,还是二者兼具。而最后一个方式极具可能性,也就是可能以滑翔为主,辅助以扑翼飞行。过去从事鸟类飞行起源的研究者一直忽视了这个方式,但徐星教授认为,现在看来这恰恰是未来探索鸟类飞行起源的一个重要方向。

近年来,我校大力支持古生物学科的发展,建设了山东省国土资源厅地质与古生物学重点实验室,把古生物学科做为重点学科进行建设和支持。目前,我校古生物研究所有专职研究人员9人,先后在《Nature》、《Science》、《PNAS》、《Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology》、《eLife》、《Zootaxa》、《PLoS ONE》、《Biological Journal of the Linnean Society》、《Vertebrata Palasiatica》等学术刊物上发表论文30多篇;获得6项国家自然科学基金、多项省部级基金的资助。2012824日,鉴于我校终身教授郑晓廷为世界古生物学研究所做出的重大贡献,《Science》杂志对郑晓廷教授进行了深度报道。

奇翼龙艺术复原图

奇翼龙化石照片(王孝理供图)

奇翼龙头骨化石近照(王孝理供图)

标本右侧棒状骨结构(红色线条所指),可以看到端部周围保存着翼膜组织,以及丝状的羽毛结构(王孝理供图)


 



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