熱河鳥復原圖（韓志信，王一凡繪）



熱河鳥（STM 3-8）的頭骨三維重建及復原模型（胡晗供圖）

現生鳥類胃容物掃描重建圖（胡晗供圖）

熱河鳥胃容物照片（胡晗供圖）

科普漫畫（燁子繪）
（神秘的地球uux.cn報道）據中國科學院古脊椎動物與古人類研究所：眾多現生鳥類擁有特化或季節性的食果習性，是研究為植物傳播種子的重要媒介。而這一習性在化石記錄中究竟何時出現，揭示此前則長期不為人所知。食用水果鳥類在早白堊世時的和潛輻射演化是陸地生態系統演化歷程中的重要事件，爾后伴隨著延續整個白堊紀的種傳最早證據植物（類）果實結構的繁盛和多樣化。研究者們一直猜測早期鳥類和結果植物之間可能存在演化上的熱河聯系，但由于化石物種的鳥新鳥類食果記錄非常難以確定，這一猜測一直未能得以證明。研究 
近日，揭示牛津大學瑪麗居里學者胡晗研究團隊和中科院古脊椎所周忠和研究團隊在eLife上合作發表了一項題為"Earliest evidence for fruit consumption and 食用水果potential seed dispersal by birds"的研究成果。研究人員在澳大利亞墨爾本同步輻射中心對最原始的和潛鳥類之一——熱河鳥（Jeholornis）的頭骨新標本進行了三維掃描和重建，為這一重要早期鳥類支系提供了迄今最為詳細的種傳最早證據頭骨復原，并在將其頭骨及胃容物和現生鳥類進行對比后，熱河確定了其作為最早的食果鳥類的生態習性。 
熱河鳥是除了始祖鳥以外，唯一具有骨質長尾的原始鳥類，基干的分類位置和獨特的身體結構令其一經發現便世界聞名。然而雖然已有眾多標本發表，但由于標本的壓扁保存和傳統研究方法的局限，人們對于熱河鳥的頭骨形態其實知之甚少。在此項新研究中，研究人員利用先進的三維掃描和重建手段，在這件保存精美的熱河鳥頭骨標本上獲取了大量新的形態學信息，發現熱河鳥的頭骨整體極為原始，唯獨喙部相當特化。 
熱河鳥在自發現以來，一直被認為是吃種子的鳥類，主要依據是其腹部保存的種子殘余，以及看上去較深（或稱較高）的下頜——人們認為這一深下頜看上去形似鸚鵡等取食種子的現生鳥類。在此項新研究中，研究人員抽取了現生鳥類包括食果、食谷等不同食性的代表物種進行了三維掃描重建，同時加入基于新標本重建的熱河鳥數據，進行了針對下頜的三維幾何形態分析和針對頭骨的二維幾何形態分析。分析結果顯示熱河鳥并沒有此前人們認為的深下頜，與能夠磕開種子的食谷鳥類尤其是鸚鵡等，在形態空間中明顯相區別，因此排除了其磕開取食種子的可能性。 
為了驗證另一種食谷的可能性——利用胃石消化種子，研究人員對食果和使用不同策略取食種子的現生鳥類進行了整體三維掃描，揭示出了它們的胃容物在體內時的不同狀態。結果顯示，利用喙部處理種子的鸚鵡等鳥類胃容物中種子的形態已完全破碎而不可辨認，利用胃石消化種子的鳥類腹中種子整體形態仍在，但都具有不同程度的破損；同時，種子和胃石相互混合，粘結緊密。相比之下，熱河鳥保存的種子則缺乏這樣的破損，同時保存更加松散，也從未與胃石同時保存，更接近食果鳥類腹中種子的狀態。 
由此，研究人員認為熱河鳥實為至少季節性的食果鳥類，因此也是鳥類食果這一生態習性的最早化石記錄。食果意味著植物的種子可以完整留存排出，因此食果鳥類具有傳播種子的功能。這一熱河鳥的新研究顯示鳥類在演化的最初階段，很可能就已經扮演了植物傳種媒介這一角色。作為具有一定飛行能力而移動范圍大為增加的傳播者，早期的食果鳥類很可能協助了結果植物的擴張，而果實這一優質食物也可能擴大了早期鳥類的演化可能性——鳥類和植物間的相互作用可能在白堊紀陸地革命中有著有待進一步探索的重要地位。 
此項研究受到歐盟瑪麗居里項目，英國林奈學會，國家自然科學基金委基礎科學中心項目等資助支持。 （原標題：熱河鳥新研究揭示最早的鳥類食果習性）
原文鏈接：https://doi.org/10.7554/eLife.74751

(責任編輯：探索)