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来自中国的羽毛恐龙是这么换羽毛的

时间:2021-03-30 00:00:00|来源:|编辑:网络|点击:

来自中国的羽毛恐龙是这么换羽毛的

羽毛是鸟类的标志,除了用于飞行,还具有保温、炫耀等功能。羽毛并不是耐久不坏的,会定期更换。长羽毛的恐龙也会更换羽毛吗?它们怎么换羽毛呢?古生物学家最近就从小盗龙身上找到了答案。

换羽毛的小盗龙

小盗龙(Microraptor)是一种生存于距今1.2亿年前早白垩世中国东北热河生物群的小型羽毛恐龙,因为长有两对翅膀而闻名于世。小盗龙属目前包括有三个种,其中的顾氏小盗龙正模标本(编号ivpp v13352)保存的非常完整,而且著名。

图注:顾氏小盗龙的正模标本,图片来自网络

顾氏小盗龙的正模标本保存在位于北京的中国科学院古脊椎动物与古人类研究所中,不久前,古生物学家徐星与以色列海法大学生物学家约瑟夫•基特(Yosef Kiat)一起研究了这具化石,研究的焦点正是保存在石板上的羽毛印痕。

图注:以色列生物学家约瑟夫·基特,图片来自网络

中国和以色列的古生物学家注意到小盗龙右前臂的初级飞羽出现了换羽的现象,而且表现出了顺序换羽的过程,这是古生物学家目前发现的时间最早的顺序换羽的证据,而且还是在恐龙身上发现的,将这种现象提前了整整7000万年!

图注:小盗龙化石中发现的顺序换羽行为的化石证据,图片来自网络

图注:身上长满羽毛的小盗龙,图片来自网络

徐星说:“顺序换羽至少在距今1.2亿年的早白垩世,鸟类或者它们的近亲,一些非鸟兽脚类恐龙,已经具有顺序换羽的换羽行为了。”

换羽的历史

小盗龙化石中顺序换羽的证据并不能代表所有的换羽模式,因为从今天的鸟类身上看,还存在着另外两种换羽模式,分别是同时换羽模式和随意换羽模式。同时换羽模式很好理解,就是所有的飞羽一次性全部换掉,这就导致了一个问题:换羽期的鸟类完全失去了飞行能力,所以这些鸟类通常都栖息在特殊的环境中,避免处于换羽期的鸟类遭遇捕食者的袭击;随意换羽模式也很好理解,换羽没有顺序,无法预测和判断,这种换羽模式不会影响飞行能力。

图注:换羽中的鸡,图片来自网络

最早出现的换羽模式是什么呢?通过对于小盗龙化石的研究,当然是顺序换羽啦。古生物学家采用了祖先状态特征分析的研究方法,构建了一个包括302种现生鸟类在内的数据集,以宏观分析鸟类换羽模式的演化历程。研究结果也支持顺序换羽是最早出现的换羽模式,而另外两种换羽模式其实是后来在鸟类的几个演化支之中独立演化出来的。所以最先有了顺序换羽,然后才有了同时换羽和随意换羽。

图注:鸟类换羽行为的演化历程。紫色:顺序换羽;黄色:非顺序换羽;绿色:稳定的飞行能力;粉色:换羽期间失去飞行能力;品红:完全失去飞行能力,图片来自论文

本次的研究证明,在距今1.2亿年前的早白垩世,鸟类及其近亲(一些长羽毛的非鸟兽脚类恐龙)已经具备了顺序换羽的行为。

图注:现在鸟类的顺序换羽,图片来自网络

关于小盗龙飞行能力的再次证实

小盗龙顺序换羽的方式为我们研究小盗龙的生活方式和行为提供了又一项重要的证据,前面已经提到,顺序换羽模式的优势在于不会影响飞行能力,所以可以从侧面支持小盗龙是具有飞行能力的,而且是全年稳定的飞行能力。

图注:飞行中的小盗龙,作者赵闯

小盗龙生活在早白垩世的热河生物群,该生物群以出产羽毛恐龙而闻名于世,而小盗龙正是其中的代表。在其生活的世界中,飞行能力对于小盗龙是非常重要的,能够飞翔既能够躲避敌害,又有利于捕猎,所以换羽行为不能影响飞行能力,这也是顺序换羽模式存在的。

图注:飞行捕猎的小盗龙,图片来自网络

如果我们穿越回到热河生物群,会在森林的地面上捡到属于小盗龙的黑色飞羽,而这些飞羽很可能就是顺序换羽之后褪掉的。

参考资料:

Yosef Kiat,Amir Balaban,Nir Sapir,Jingmai Kathleen O’Connor,Min Wang,Xing Xu,2020.” Sequential Molt in a Feathered Dinosaur and Implications for Early Paravian Ecology and Locomotion”July 16, 2020DOI:https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.06.046

图片 / 网络(侵删)

文字 / 江氏小盗龙(江泓)

排版 / 江氏小盗龙

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