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耶魯大學重檢 1870 年代化石 發現最古老鳥喙

2018/5/3 — 14:14

魚鳥想意圖
Credit: Michael Hanson and Bhart-Anjan S. Bhullar.

魚鳥想意圖
Credit: Michael Hanson and Bhart-Anjan S. Bhullar.

此前多個研究顯示,鳥類毫無疑問地由恐龍演化而來。我們知道鳥類羽毛、骨骼結構大致的演化方向,但最重要的喙如何演化出來,學界一直未有足夠化石了解。最新刊於《自然》的研究則透過立體圖像發現到最古老的鳥喙,與 1870 年代發現的魚鳥 (Ichthyornis) 化石有關。

鳥喙因為其上下顎可獨立移動,比起恐龍的長鼻更為靈活,能用以抓住、撬動或撕咬東西。不過,大部份恐龍過渡至鳥類的化石均被地殻壓力壓平,一些微細的頭骨特徵都無法找到,難以得知喙的演化過程。

是次研究由耶魯大學地質與地球物理學系助理教授 Bhart-Anjan Bhullar 領導,主要分析有 9,000 萬年歷史的魚鳥。這種早期鳥類以身體似鳥,但有恐龍牙齒及長鼻而聞名。魚鳥第一個化石在 1870 年代於堪薩斯州發現,由於其獨特結構,最初被誤以為分別是小型鳥類與水生爬蟲類化石,其後更多的化石才證明這是單一魚鳥個體化石。在 1880 年,達爾文更曾指魚鳥是演化論最佳的佐證。

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然而,最初的魚鳥化石缺少上顎,而下顎特徵極似恐龍,過去學者都認為魚鳥尚未演化出喙,上下顎不似現代鳥類般可獨立移動。

到 2014 年,有考古團隊於堪薩斯州再發現新的魚鳥化石,輾轉交了給 Bhullar 團隊作進一步分析。團隊以電腦斷層掃描技術掃描該化石,以及另三個博物館館藏中此前未被發現為魚鳥的化石樣本,並將之合成為完整的魚鳥頭骨映象。同時,團隊亦重檢首個魚鳥化石,從中找到兩小塊屬於重要上顎骨組成部份的碎片,這兩塊碎片是新化石沒有的,因此極為重要。

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最終的合成圖像顯示,魚鳥雖然有類似恐龍的牙齒、強勁顎肌肉等特徵,但亦有如倒勾般的喙,表面很有可能由一層堅硬角質層包覆;團隊確認魚鳥是其中一種過渡鳥類,其上下顎如現代鳥類一樣可獨立移動。同時,這意味著喙比之前所想更早出現,或許與翅膀同期演化出來,而靈活的喙可讓早期鳥類梳理羽毛,並可咬住東西。

沒有參與研究的美國霍普金斯大學古生物學家 Amy Balanoff 指,掃描提供了鳥類頭骨的關鍵早期特徵,包括相對較大的腦部與可獨立移動的上顎,助鳥類變得更為靈活、敏捷,並演化至今仍未被滅絕。

來源:
Science, Fossils reveal how ancient birds got their beaks, 2 May 2018

報告:
Field, D.J., Hanson, M., Burnham, D. & et al. (2018). Complete Ichthyornis skull illuminates mosaic assembly of the avian head. Nature volume 557, pages
96–100 (2018). doi: 10.1038/s41586-018-0053-y

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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