【繽紛生態】彌曼始今鳥:已知最古老的現代鳥類

■中國出土的兩件羽毛保存完整的鳥類化石,顯示出一億三千萬年前從濕地上飛起在天空中翱翔的鳥類,與現代鳥類有驚人的相似之處。

彌曼始今鳥(Archaeornithura meemannae)復原圖(中科院古脊椎所張宗達繪)
彌曼始今鳥(Archaeornithura meemannae)復原圖(中科院古脊椎所張宗達繪)

撰文|黃貞祥

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的古生物學家王敏和周忠和等人,對收藏於山東天宇自然博物館的兩件涉水鳥化石,進行詳細的研究,把現代鳥類起源的時間往前推了至少五百萬年。這些鳥類特化身體結構顯示出,鳥類成功的一些關鍵,例如高超的飛行能力和快速的生長速度,在鳥類演化上早就出現了。

他們把牠命名為彌曼始今鳥(Archaeornithura meemannae),獻給中科院古脊椎所的張彌曼,以感謝她長期以來對熱河生物群研究的支持。這個發現發表在《自然通訊》(Nature Communications)

鳥類起源於大約一億五千萬年前,當時一群小型的食肉恐龍展開牠們羽翼翱翔上了天。牠們分化成了兩群:一群是演化成現代鳥類的今鳥類(ornithuromorphs);另一群稱為反鳥類(enantiornithines),牠們的肩杵臼關節的連接方式與現生鳥類相反。反鳥的飛行能力相對較弱,通常都有牙齒和爪翼,牠們生存了數百萬年,在白堊紀末期與近親恐龍一起滅絕了。

今鳥演化出了強壯的胸肌和覆有各種不同類型的羽毛構成的翅膀,羽毛對於高超的飛行能力非常重要。彌曼始今鳥屬於紅山鳥科(Hongshanornithidae)。紅山鳥類是白堊紀早期較為進步的今鳥,生活在濱湖環境,其最為顯著的特徵是,叉骨支聯合處發育隆起、胸骨後外側突不膨大、後肢比前肢長。彌曼始今鳥在胸骨、手指、腰帶和後肢骨骼的解剖學特征上,有別於其它紅山鳥類。彌曼始今鳥有扇形尾羽,翅膀末端高度融合的骨頭,以及U形叉骨。彌曼始今鳥化石翅膀的前緣甚至還有一個短的突出物,已知可以提高飛行時的機動性,這與現代鳥類非常相似。

此前,世界上最古老的今鳥化石發現於熱河生物群的義縣組,距今約一億兩千五百萬年。而彌曼始今鳥化石發現於河北豐寧四岔口盆地的花吉營組。同位素測年顯示花吉營組含鳥化石層距今約一億三千萬年,因此,彌曼始今鳥是今鳥已知最古老的化石記錄,把今鳥的起源時間向史前推進了至少五百萬年。

與現在水生的珩科鳥相似,彌曼始今鳥還有著明顯適應涉水的長腳,顯示現代鳥類可能演化自水生環境中。發現已經可以涉水的這樣一種現代鳥類,顯示甚至在彌曼始今鳥出現之前,鳥類就已經發生了數百萬年的水生環境適應。當反鳥還待在樹上以為很安全時,今鳥類生活在更開放的水生空間,可能能夠攝取更多高蛋白食物,讓牠們演化為敏捷的飛行者,因此可以避開食肉動物的威脅。

這些化石還顯示出數百萬年後,現代鳥類能夠在白堊紀滅絕中生存下來的一些特徵的起源。現代鳥類較快的生長速度,使得牠們能夠更快進入成年期,依賴於父母的時間更短,有可能產生一種優勢,同樣高超的飛行能力也很受用。

Wang, M. et al. 2015. doi: 10.1038/ncomms7987
Wang, M. et al. 2015. doi: 10.1038/ncomms7987

原學術論文:
Wang, M. et al. 2015. The oldest record of ornithuromorpha from the early cretaceous of China. Nature Communications 6, article number: 6987; doi: 10.1038/ncomms7987

參考資料:
1. Michael Balter. Feathered fossils from China reveal dawn of modern birds. Science LATEST NEWS. 5 May 2015.
2. Ian Sample. Remains of oldest known relative of modern birds discovered in China. The Guardian. 5 May 2015.
3. Sci-News.com. Archaeornithura meemannae: Earliest Known Ancestor of Modern Birds Discovered in China. Sci-News.com. May 6, 2015.

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作者:黃貞祥 現於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育 生物學研究。科教中心特約寫手,從事科普文章寫作。

 

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