“怪异”的史前鸟类拥有带牙齿的武器化喙

长翼龙出人意料地用喙吃水果,而非鱼。
an illustration of a small bird with light brown, black, and white plummage. it has a long beak with sharp teeth
长翼龙的插画,这是一种化石鸟,喙的尖端有异常坚固的牙齿。 插画:Ville Sinkkonen

大约1.2亿年前的种子正在讲述地球上第一批鸟类食物的新故事。古生物学家在这些早期鸟类物种的化石胃中发现了这些种子,尽管长期以来一直有一种假说认为这些物种主要以为食。这些发现详见9月10日发表在《Current Biology》杂志上的一项研究。

这些遗骸属于现已灭绝的长尾山羊龙(Longipteryx chaoyangensis。这种小型但喙长、牙齿坚固的鸟类生活在大约1.2亿年前的中国东北部。

“长尾山羊龙是我最喜欢的化石鸟之一,因为它实在太奇特了——它有着长长的头骨,牙齿只长在喙的尖端,”研究合著者、菲尔德博物馆综合研究中心(Neguanee Integrative Research Center)的化石爬行动物副馆长Jingmai O’Connor在一份声明中表示。

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“牙釉质是体内最坚硬的物质,而长尾山羊龙的牙釉质厚达50微米,”研究合著者、菲尔德博物馆和芝加哥大学的博士生Alex Clark补充道。“这与重达4000磅的食肉恐龙(如异特龙)的牙釉质厚度相同,但长尾山羊龙只有蓝鸟大小。”

长尾山羊龙于2000年首次被发现并命名。当时,古生物学家根据其类似现代翠鸟的细长头骨,推测它很可能捕食鱼类。然而,许多科学家对此假说表示质疑。

“还有其他化石鸟类,比如燕赵鸟(Yanornis),它们会吃鱼,我们知道这一点是因为发现了含有保存完好胃内容的标本,而鱼类通常保存得很好。而且,这些食鱼鸟的牙齿很多,沿着整个喙部都有,不像长尾山羊龙只有喙的尖端有牙齿,”O’Connor说。“这根本说不通。”

small, round fossilized seeds
长尾山羊龙胃内容的照片;三个圆形结构是种子。图片来源:Xiaoli Wang 拍摄。

在中国山东天宇自然博物馆参观期间,O’Connor注意到两具长尾山羊龙的标本似乎胃里有东西。古植物学家、菲尔德博物馆化石植物副馆长Fabiany Herrera能够确定,这些鸟类胃里的小圆形结构是一种古树果实的种子。更专业地说,这些是仅在开花植物中发现的有果肉包裹的种子或“真果”。当长尾山羊龙在地球上漫步时,这些繁茂的植物种类大约在1.2亿年前开始蓬勃发展。长尾山羊龙以裸子植物为食,裸子植物是现代银杏和针叶树的近亲。

长尾山羊龙也生活在温带气候中,所以它们可能并非全年都以水果为食。研究团队认为,它很可能杂食,并在没有水果的时候吃昆虫。

长尾山羊龙属于一个更大的史前鸟类群体——反鸟类(enantiornithines),它们通常大小如八哥或麻雀。这项发现标志着,尽管在该地区发现了数千件化石,但研究人员首次在中国热河生物群(Jehol Biota)中发现了反鸟类的可辨别胃内容物,此前在中国的热河生物群中没有发现任何反鸟类的胃内容物。

O’Connor表示:“我们一直不知道它们吃什么,这很奇怪,但这项研究也暗示了古生物学中一个更大的普遍问题,即化石的物理特征并不总能讲述动物的饮食或生活方式的全部故事。”

然而,一个重大问题仍然存在。它用它长而尖的喙和极其坚固的牙齿做什么,如果不是吃鱼呢?

“似乎过厚的牙釉质被武器化了,”Clark说。他研究了现代鸟类,试图理解长尾山羊龙用喙做什么。“喙(rostrum)是鸟类用于攻击性展示最常见的骨骼部分之一。拥有武器化的喙是合理的,因为它能将武器移离身体,防止受伤。”

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一些现代蜂鸟的喙尖附近有角质突起——这是喙或嘴的另一个名称。这些突起与在长尾山羊龙身上看到的相似,而这些武器化的喙被用来争夺同类。在蜂鸟中,武器化的喙至少进化了七次,使它们能够争夺资源。Clark提出假说,长尾山羊龙的牙齿和喙可能也被用作武器,可能是在社会或性选择下进化的。

the beak of a modern hummingbird, with small sharp teeth used to fighting towards the front
现代蜂鸟Androdon aequatorialis,其喙尖有类似牙齿的结构,用于打斗。图片来源:Kate Golembiewski。

该团队希望这项研究能为古生物学中关于化石骨骼遗骸下隐藏的故事提供一些启示。

O’Connor说:“我们正在试图为这些早期鸟类开辟一个新的研究领域,并让古生物学家关注喙等结构,并思考这些动物可能参与的行为的复杂性,而不仅仅是它们吃什么。”“许多因素可能塑造了我们看到的结构。”

 

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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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