四肢骨骼演化進一步揭示從恐龍到鳥的演化軌跡

2023-6-7 10:01:21    來源：新華社CNML文字

　　記者從中國科學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。相關成果6月5日發表於國際學術期刊《自然·生態與進化》。

　　從恐龍到鳥的演化涉及大量骨骼係統、肌肉係統和表皮衍生物等結構的變化，多數都與飛行的起源相關。其中最為顯著的就是以四肢骨長度（即前肢和後肢）所代表的體型改變，這也是認識“陸地奔跑的恐龍”成為“飛上藍天的鳥類”這一重要轉變的關鍵。

　　最早的鳥類出現於中生代時期。研究人員通過構建包含鳥類在內的大量中生代獸腳類恐龍肢骨的形態演化空間，並量化鳥類、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，發現早期鳥類四肢骨骼的整體多樣性低於其他非鳥類獸腳類恐龍，類似的差異也反映在前肢上。但是當研究對象聚焦於後肢時，差異就不明顯。

　　同時，演化速率的估算結果顯示，中生代獸腳類恐龍前後肢整體的演化速率在接近鳥類的起源節點時變慢，同樣的趨勢在前肢中也出現，但是在後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果。

　　“這些發現與演化生物學的‘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，當某一種具有“演化革新”意味的特征（如上、下頜）或者形態功能（如飛行、咀嚼）在某一類群中出現時，通常認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，早期鳥類肢骨形態多樣性的貧瘠和演化速率的降低，主要受前肢“拖累”。對於這一現象，該研究認為，為適應飛行中的空氣動力學作用，原始鳥類的前肢隻能夠發生有限變化。隨著許多和飛行相關的進步特征（例如和完成飛行精細動作相關的肌肉、韌帶、骨骼的關節方式等）在演化後期出現，前肢的變化才能突破“瓶頸”，最終演化出現代鳥類所呈現的形態多樣的前肢結構。

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