鸟类对家园的特化程度很高,这体现在它们的骨骼中

鸟类骨骼的 3D 图像帮助科学家理解生态学在进化中的作用。
3D bird skeletons
一组陆地脊椎动物几乎完整骨骼的 3D 形状。Guillermo Navalón

世界上 10,000 多个鸟类物种,在生态学和结构上的复杂程度与它们的美丽程度不相上下。所有这些多样性的根源都很深远,可能始于 6600 万年前的一次大灭绝时期,当时一颗小行星撞击了地球(这颗小行星也导致了恐龙的灭绝)。

剑桥大学的古植物学家 Guillermo Navalón 在接受《流行科学》采访时说:“今天你看到的绝大多数鸟类都来自于恐龙灭绝后席卷全球的剧烈进化变革。”“而且(鸟类)恢复得非常快,在大约前 1000 万年内就恢复了。”

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据信,这次大灭绝之后,特有的水鸟和陆鸟进化。Navalón 表示,对这种鸟类进化的理解随着新技术而提高,但研究通常仅限于关注被认为最重要的鸟类身体的几个特征或部分,比如喙或脚。

在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中,Navalón、古生物学家 Roger Benson 和他们的团队利用 3D 成像技术分析了 200 多个现代鸟类物种的骨骼,并发现了它们进化过程中存在显著的差异。水鸟和陆鸟在进化上的显著差异,例如喙的变化使得海鸟更容易捕食鱼类,这凸显了环境在塑造动物特征方面的重要作用。

Navalón 说:“鸟类体型小,在形态上相对恒定。它们不像蜥蜴那样经历疯狂的进化。几乎所有的鸟都有翅膀和一对腿。”这种一致性对于像本研究这样的,利用三维(3D)形态学回溯时间以了解鸟类外观的研究很重要。

该研究分析了 228 个物种的 13 个骨骼元素,观察了它们的头部、翅膀和腿。作者发现,大灭绝在解释现存鸟类的多样性方面只起到了很小的作用,而随后的变化脉冲以及鸟类进化栖息地的生态学可能起到了更重要的作用。

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Navalón 说:“真正让我们惊讶的一个主要原因是,我们看到了像海洋鸟类和生活在陆地环境中的鸟类之间存在如此清晰的模式和明显的区别。我们认为生态学不会那么重要,但显然,它完全影响了这些动物的进化模式。”

由于鸟类化石骨骼稀少,他们利用现代鸟类骨骼来回溯时间。

Navalón 说:“通过使用我们称之为系统发育比较方法,我们只需查看古代物种、现代物种谱系的关系以及它们何时分化,就可以探究这些模式。我们可以知道它们是如何分化的,因为我们有基因组研究来告知分子进化,并且我们知道这以特定的速率进行,然后我们有可以校准分化事件的化石。”

根据作者的说法,这些 3D 图像是迄今为止最全面的图像之一。通过构建这些穿越时空的图像,该团队的研究成果重新构建了关于大灭绝如何影响进化路径的讨论。此外,它还强调了生态学在天空和海洋中飞翔生物的鸟类进化中的作用。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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