20年前,在比利时和荷兰的边境附近,一位业余化石猎人Maarten van Dinther拾到一块扑克牌大小、平平无奇的石块。小石块里其实藏着一个完美的小头骨,它属于迄今为止发现的现代鸟类最古老的近亲,这种鸟曾与恐龙共同占据着地球。
已知最古老的现代鸟类Asteriornis maastrichtensis的头骨3D图像。
供图:DANIEL J. FIELD, UNIVERSITY OF CAMBRIDGE
撰文:JOHN PICKRELL
20年前,在比利时和荷兰的边境附近,一位业余化石猎人Maarten van Dinther拾到一块扑克牌大小、平平无奇的石块。小石块里其实藏着一个完美的小头骨,它属于迄今为止发现的现代鸟类最古老的近亲,这种鸟曾与恐龙共同占据着地球;不过van Dinther当时对此一无所知。
艺术家重构了世界上最古老的现代鸟类Asteriornis maastrichtensis在原始生态坏境中的生活。6670万年前,比利时部分地方是一片浅海,当时的情况类似于巴哈马等现代热带海滩。这种鸟的腿很长,可能曾在史前的海岸线附近踱着步子。
绘制:PHILLIP KRZEMINSKI
分析化石的国际科学家团队为它起了个绰号“神奇鸡”:它们生活在6670万年前,70万年后,小行星撞击地球,导致所有非鸟类恐龙灭绝。在发表于3月18日的《自然》杂志上,它被命名为“Asteriornis”;从头骨和后肢化石可以看出,它与鸡鸭有一些相似的特征,这意味着它与两者共同的祖先有关。
德国法兰克福森肯贝格研究所的鸟类学家、鸟类进化专家Gerald Mayr说:“这是一个令人惊叹又激动的发现,它让我们对鸟类进化中鲜为人知的篇章有了新的了解。”
Asteriornis是一种长腿滨鸟,可能会飞,也可能在白垩纪晚期的欧洲海滩恣意行走。当时,那里温暖的浅海中有一系列岛屿,气候与今天的巴哈马相仿。
霸王龙的同辈
研究的首席著者、剑桥大学的古生物学家Daniel Field说:“这是我们首次看到保存完好、恐龙时代的现代鸟类头骨。Asteriornis让我们对霸王龙和三角龙时代的现代鸟类,有了最清晰的认识。”
这块6670万年前的化石出土于北半球,而其他所有白垩纪时期的现代鸟类遗骸都来自南半球。其中包括形似鸭子的维加鸟,它们的骨头出现在6650万年前的南极半岛的岩石中,2005年,古生物学家对它们进行了描述。
虽然很多鸟类与恐龙生活在同一时期,但大多数属于古代种群,比如长有牙齿的反鸟类,它们与大多数大型陆地动物一起灭绝了。所有现代鸟类都源于一种出现于白垩纪晚期、名为新鸟类的种群。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的鸟类化石专家邹晶梅没有参与此次研究,她说:“这个标本很漂亮,是白垩纪时期第一个非常完美的新鸟类标本。”
她表示,到目前为止,与现存物种有关的大部分白垩纪时期的鸟类化石都“支离破碎、存在疑点”,但这一新发现意味着,我们可能找到更多保存完好的现代鸟类近亲,在小行星撞击和物种灭绝之前,它们就已存在。
解剖“神奇鸡”
Asteriornis可能与雁形目和鸡形目最后的共同祖先相似,雁形目包括鸭和鹅,鸡形目则包括鸡和火鸡。“我们已经知道,白垩纪时期出现了分支,因此这些种群的祖先应该就在这前后,”邹晶梅说:“现在古生物学家们终于找到了。”
研究的首席著者、剑桥大学的古生物学家Daniel Field手中拿着实物大小的Asteriornis头骨3D打印化石模型。
供图:DANIEL J. FIELD, UNIVERSITY OF CAMBRIDGE
现在的鸡和鸭的头骨“有很大差异,因此Asteriornis的头骨让我们第一次看到,这些种群最近的共同祖先可能有着什么样的头骨”,Field说。
白垩纪时期出现的其他鸟类包括古颚类,比如鸵鸟、鸸鹋、美洲鸵和食火鸡。古颚类、雁形目和鸡形目是现代鸟类系谱中最早的一些分支,小行星撞击后,其他很多鸟类种群才出现。
偶然发现
2000年,van Dinther发现了“神奇鸡”化石后,将标本捐给了荷兰马斯特里赫特的自然历史博物馆。2018年,馆长、新研究的合著者John Jagt把四小块带有突出的肢体的岩石送到了Field那里。
仅凭化石的外观,Field觉得最多只能找到破碎的肢骨。但白垩纪晚期的鸟类非常罕见,于是他决定用高分辨率CT扫描仪扫描这些化石,看看内部的情况。
他和他的博士生Juan Benito惊讶地发现了“一个保存完好、近乎完整的现代鸟类的3D头骨”。Field说:“这是整个中生代首个现代鸟类头骨,也是所有时代里,保存最完好的鸟类头骨化石之一。”
他表示,这一发现也是到目前为止,他本人科学生涯里最激动的时刻。研究著者们用希腊神话中的流星女神Asteria为这一新物种命名,她曾把自己变成鹌鹑。Field说,考虑到Asteriornis生活在小行星撞击地球前不久,这个名字很贴切。
鸟类历史的秘密
近年来的一些发现为我们揭开了现存鸟类的史前起源,以及它们如何在地球历史上规模最大的灭绝事件中幸存下来。Mayr说,过去几年曾描述过在新西兰和南极洲发现的鸟类化石,这些鸟生活在小行星撞击地球后不久。
由于现代鸟类的很多古化石来自南半球,包括之前最古老化石的纪录保持者:南极洲的维加鸟,一些古生物学家认为,现代鸟类起源于恐龙时期的冈瓦纳大陆。但这次在北半球新发现的鸟类比维加鸟更古老,打破了这一理论。
“关于这一点,我认为唯一能确定的是,现代鸟类的地理起源真的很神秘,”Field说:“现代鸟类究竟起源于何处,只有未来的化石能告诉我们答案。”
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