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《电子期刊-生命科学》:鸟类食果和可能传播种子的最早证据

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热度33票 浏览11次 时间:2022年8月17日 10:27
《电子期刊-生命科学》:鸟类食果和可能传播种子的最早证据

热河鸟生态复原图。韩志信、王一凡 绘图 摄

《电子期刊-生命科学》:鸟类食果和可能传播种子的最早证据

热河鸟的头骨三维重建及复原模型。胡晗 供图

《电子期刊-生命科学》:鸟类食果和可能传播种子的最早证据

热河鸟的头骨三维重建及复原模型。胡晗 供图

《电子期刊-生命科学》:鸟类食果和可能传播种子的最早证据

热河鸟胃容物照片。胡晗 供图

(化石网报道)据中新网北京8月16日电(记者 孙自法):鸟类食果这一生态习性开始于何时?它和植物种子传播之间有什么关联?这些涉及早期鸟类和植物演化的议题长期以来颇受学界关注。

英国牛津大学玛丽居里学者胡晗研究团队和中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)周忠和院士研究团队通过合作研究,最新在《电子期刊-生命科学》(eLife)上发表《鸟类食果和可能传播种子的最早证据》成果论文,这一证明鸟类食果生态习性的最早化石记录,揭示最早的鸟类食果习性在其演化的最初阶段,很可能就已扮演为植物传播种子的媒介角色。

研究团队介绍说,众多现生鸟类拥有特化或季节性的食果习性,是为植物传播种子的重要媒介,而这一习性在化石记录中究竟何时出现,此前长期不为人所知。

鸟类在早白垩世(距今约1.35亿年至1.2亿年)时的辐射演化是陆地生态系统演化历程中的重要事件,尔后伴随着延续整个白垩纪(距今1.45亿年-6600万年)的植物(类)果实结构的繁盛和多样化。研究者们一直猜测早期鸟类和结果植物之间可能存在演化上的联系,但由于化石物种的食果记录非常难以确定,这一猜测此前也一直未能得以证明。

基于此,胡晗研究团队和周忠和院士研究团队合作开展相关研究,他们在澳大利亚墨尔本同步辐射中心对最原始鸟类之一的中国热河鸟的头骨新标本进行三维扫描和重建,为这一重要早期鸟类支系演化研究提供出迄今最为详细的头骨复原,并在将其头骨及胃容物和现生鸟类进行对比后,确定热河鸟具有最早的食果鸟类的生态习性。

热河鸟是除始祖鸟以外唯一具有骨质长尾的原始鸟类,其鸟类基干的分类位置和独特的身体结构,令它一经发现便世界闻名。不过,虽然已有众多化石标本发表,但由于标本的压扁保存和传统研究方法的局限,学界对于热河鸟的头骨形态其实知之甚少。在最新这项合作研究中,研究团队利用先进的三维扫描和重建手段,在这件保存精美的热河鸟头骨标本上获取了大量新的形态学信息,发现热河鸟的头骨整体极为原始,唯独喙部相当特化。

中科院古脊椎所称,热河鸟自发现以来,一直被认为是吃种子的鸟类,主要依据是其腹部保存的种子残余,以及看上去较深(或称较高)的下颌——人们认为这一深下颌看上去形似鹦鹉等取食种子的现生鸟类。在此次研究中,研究团队抽取了现生鸟类包括食果、食谷等不同食性的代表物种进行三维扫描重建,同时加入基于新标本重建的热河鸟数据,进行针对下颌的三维几何形态分析和针对头骨的二维几何形态分析,结果显示,热河鸟并没有此前人们认为的深下颌,与能够磕开种子的食谷鸟类尤其是鹦鹉等,在形态空间中有明显区别,因此排除了其磕开取食种子的可能性。

为验证另一种利用胃石消化种子的食谷可能性,研究团队对食果和使用不同策略取食种子的现生鸟类进行整体三维扫描,揭示出它们的胃容物在体内时的不同状态,结果显示,利用喙部处理种子的鹦鹉等鸟类胃容物中种子的形态已完全破碎而不可辨认,利用胃石消化种子的鸟类腹中种子整体形态仍在,但都有不同程度的破损,同时,种子和胃石相互混合,粘结紧密。相比之下,热河鸟保存的种子则缺乏这样的破损,同时保存更加松散,也从未与胃石同时保存,更接近食果鸟类腹中种子的状态。

合作研究团队由此认为,热河鸟实为至少季节性的食果鸟类,也是鸟类食果这一生态习性的最早化石记录。食果意味着植物的种子可完整留存排出,因此食果鸟类具有传播种子的功能。热河鸟的最新研究表明,早期鸟类在其食果演化的最初阶段,主观上是吃胞裹腹需要,客观上很可能就已经扮演了植物传种媒介这一角色:作为具有一定飞行能力而移动范围大为增加的传播者,早期的食果鸟类很可能协助了结果植物的扩张,而果实这一优质食物也可能扩大了早期鸟类的演化可能性,即鸟类和植物间的相互作用可能在白垩纪陆地革命中有着有待进一步探索的重要地位。(原标题:鸟类食果最早化石记录:“热河鸟”既为裹腹也传播种子)
TAG: 鸟类 热河鸟
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