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對會鳥和中國獵龍的犁骨三維重建提供早期副鳥類腭區的重要形態學信息

會鳥IVPP V19058的頭骨照片及線圖;會鳥頭骨側面及腭面復原圖;會鳥和中國獵龍的犁骨三維重建圖(胡晗供圖)

會鳥IVPP V19058的頭骨照片及線圖;會鳥頭骨側面及腭面復原圖;會鳥和中國獵龍的犁骨三維重建圖(胡晗供圖)

副鳥類腭區演化圖(胡晗供圖)


副鳥類腭區演化圖(胡晗供圖)

犁骨三維形態的主成分分析結果圖(胡晗供圖)

犁骨三維形態的主成分分析結果圖(胡晗供圖)

(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:鳥類是唯一留存下的恐龍后裔。它們不僅跨過了約6500萬年前的白堊紀大滅絕,而且成功演化成了如今多樣性最高的脊椎動物之一。鳥類的成功演化與其種種有關飛行的結構相關国民娱乐官网,也與其特殊的頭骨構造密不可分国民娱乐官网。從非鳥獸腳類恐龍到真正的鳥類国民娱乐官网,頭骨發生了一系列變化国民娱乐官网,如面部縮短国民娱乐官网、腦顱擴大、眼眶周圍骨骼退化国民娱乐官网,以及骨骼纖細化和彼此間關節退化消失。尤其特殊的是,現生鳥類主要是新腭類具有高度可動的頭骨,體現在其上頜能夠相對于腦顱進行靈活地移動国民娱乐官网,而非鳥恐龍的頭骨則不具備這樣的可動性。

自19世紀鳥類的頭骨可動性被發現以來,研究者們便對其相關的機制、演化国民娱乐官网国民娱乐官网、分異和功能大加關注。鳥類頭骨可動性可能具有以下功能:擴大口裂的范圍,加快喙部閉合打開的速度,提高頭骨吸收沖擊力的能力,提高取食的準確性。這一特性主要通過相對靈活的顴弓、方骨和腭區骨骼共同實現:方骨向前后方向移動時將推力傳遞給可動的顴弓和腭區骨骼国民娱乐官网,從而實現部分上頜相對于腦顱的上抬。腭區的翼骨-腭骨-犁骨系統可以從頭骨后部向前部傳遞推力,因此在頭骨可動性的實現中具有重要作用。由于早期鳥類極少保存有腭區骨骼,關于鳥類頭骨可動性的起源及早期演化此前均知之甚少。

近日,中科院古脊椎所周忠和研究團隊與澳大利亞新英格蘭大學胡晗研究團隊在PNAS上發表了一項題為《Evolution of the vomer and its implications for cranial kinesis in Paraves》的研究成果。他們對會鳥(Sapeornis)和中國獵龍(Sinovenator)的頭骨進行了高精度CT掃描,并對腭區重要組成部分——犁骨進行了三維重建国民娱乐官网,提供了關于早期副鳥類腭區的重要形態學信息。

研究人員同時對現生鳥類的腭區進行了全面的形態學研究,并抽取現生鳥類各大支系代表的頭骨進行了高精度CT掃描和犁骨的三維重建,加上兩件早期副鳥類新的犁骨模型共同進行了三維幾何形態分析。

分析結果顯示現生鳥類中的古腭類沿襲了非鳥恐龍及早期鳥類的原始犁骨形態国民娱乐官网,而新腭類則進行了更多的改造。古腭類的頭骨可動能力極其低,多樣性程度也極低国民娱乐官网。由于犁骨的形態對于腭區骨骼的靈活性具有巨大的影響,以會鳥為代表的基干鳥類和古腭類的相似性顯示早期鳥類可能頭骨可動性同樣很低国民娱乐官网,這一點也為新發現的會鳥外翼骨所證實。根據目前僅有的證據国民娱乐官网,研究人員初步推測高超的頭骨可動性可能伴隨著古腭類和新腭類的分化,僅在新腭類中演化出現。這一特性可能賦予了新腭類取食策略上的優勢和可塑性,使得它們在和古腭類同時面對大滅絕后的空白生態位時,最終脫穎而出国民娱乐官网。 

原文鏈接:https://www.pnas.org/content/early/2019/09/04/1907754116.short?rss=1




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