这只 1.2 亿岁的鸟能伸出舌头

鸟儿伸出舌头并不是在嘲笑你。一项新的化石发现为这种古老的行为提供了可能的含义。
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短嘴鸟(Brevirostruavis macrohyoideus)的复原图,张着嘴展示其长舌,用于捕捉昆虫或从针叶植物中获取花蜜。 IVPP

大约在1.2亿年前,在中国东北地区,生活着一种可能拥有伸舌这一非凡能力的鸟类。 

科学家们于12月1日在《解剖学杂志》上描述了这种古鸟的近乎完整的骨骼,并将其命名为Brevirostruavis macrohyoideus。该化石的舌骨(舌支持骨)极度延长,表明这种鸟能够将舌头伸出口外,就像一些现代鸟类为了够到难以触及的食物一样。

罗伯特·坎比克(Robert Kambic)表示,Brevirostruavis突出表明了现代鸟类及其已灭绝的近亲发展出了多种获取食物的方法。坎比克是马里兰州弗雷德里克市胡德学院的生物学助理教授,他并未参与此项研究。

“鸟类在进化早期就在尝试各种不同的进食适应和策略,”他说。“有趣的是,这种习惯和进食方式的多样性并非仅限于现存鸟类,事实上,它似乎代表了整个鸟类谱系。”

在人类身上,U形的舌骨位于舌根,声带上方。“这块骨头不与任何其他骨头相连,而是悬浮在那里,并受到来自不同方向的肌肉附着,”坎比克说。“有些舌头肌肉需要这个锚点,尤其当你想到伸出舌头和缩回舌头时。”

A bird isolated on grey blurred background. it pokes out a long narrow tongue into the hole of a branch
一只灰啄木鸟站在森林喂食器上,伸出它红色的长舌头挑选食物。voodison/Deposit Photo

鸟类通常缺乏像人类那样肌肉发达、灵活的舌头,尽管有些鸟类确实有肉质的舌头,可以帮助它们用喙剥开水果或种子。在少数几个类群中,舌骨和喙的部分有所延长,使鸟类能够伸出舌头。蜂鸟利用它们灵巧的舌头从花朵深处吸食花蜜,而啄木鸟则伸出舌头从树上拉出昆虫或树液。 

“啄木鸟是极端的例子,”中国科学院古生物学家、该研究的合著者李志恒在一封电子邮件中说。“它们的舌头非常长,甚至会绕过头顶,还会伸进一个鼻孔里。”

two illustrations of a bird skull, shown from above and to the side. you can see its tongue extend and curl from beneath its eye all the way around the back of the skull forward to its beak
啄木鸟的舌头,显示舌根延伸到喙尖,复古线条图或雕刻插图。Morphart/Deposit Photo

新近报道的Brevirostruavis属于一类早期鸟类——反鸟类(Enantiornithes),该类群现已灭绝,但在白垩纪时期是全球占主导地位的鸟类。该标本是在中国辽宁省一块可追溯到早白垩世时期的岩石中发现的。Brevirostruavis体型与椋鸟大小相当,其长爪和趾骨的比例表明它可能是一种树栖动物。

研究人员在检查Brevirostruavis化石时,还发现了一种在其他现存或已灭绝的鸟类中未见过的奇特特征组合。 

在今天的鸟类中,舌骨由软骨和几块骨头组成,包括棒状的舌咽角(ceratobranchials)和上角(epibranchials)。能够伸出舌头的现代鸟类拥有特别长的上角骨,以及延长的喙。早期鸟类没有这些骨头;在Brevirostruavis中,是舌咽角骨弯曲并几乎延伸至整个颅骨的长度。 

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已灭绝的白垩纪反鸟类短嘴鸟(Brevirostruavis macrohyoideus)的头骨照片和图,长舌的弯曲骨骼用橙色高亮显示。 来源:IVPP

更令人费解的是,Brevirostruavis还拥有一个短而尖的吻部,其中排列着钉状牙齿。坎比克表示,这种独特的组合——极长的舌骨和短吻部——可能有几种解释。 

“长肌肉附着点可能不仅仅是为了让舌头尽可能地伸出,也可能适用于肌肉发达的舌头,它需要…在嘴里或嘴附近操纵食物,”他推测。

另一种可能性是,Brevirostruavis确实利用其令人印象深刻的舌骨伸出舌头,但某种进化限制阻止了这种鸟延长其喙状吻部。“所以它拥有这种长舌头,却没有相应的喙来帮助它,”坎比克说。“它拥有系统的某个部分,而现存的鸟类可能拥有两个协同工作的系统部分。”

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Brevirostruavis可能能够利用其他鸟类无法获得的食物来源,尽管该标本的最后一次进食缺乏保存下来的遗骸,使得确定其食性变得困难。尽管如此,李志恒表示,Brevirostruavis可能用舌头探索树皮中的隐藏昆虫,或者获取史前植物生殖球果中的花蜜状液体和种子。 

该团队还分析了Brevirostruavis与其近亲之间的进化关系。他们发现Brevirostruavis不属于任何一个主要的并鸟类群,这表明延长的舌骨在鸟类谱系中独立进化了多次。 

“今天飞行和进食的许多问题在1.2亿年前就已经存在了,这就是为什么我们会看到一些与今天我们身边的鸟类遥远的近亲身上进化出相同的特征,”李志恒说。

接下来,该团队计划检查其他几种似乎也拥有相当长舌头的化石鸟类,并寻找更多的Brevirostruavis标本。“我们还想看看是否能确定上角骨在鸟类中何时进化,因为这些骨头对于现存鸟类长舌头的形成至关重要,”李志恒说。

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肉桂蜂鸟(Amazilia rutila),在哥斯达黎加塔科尔斯,伸出舌头。OndrejProsicky/Deposit Photo

坎比克说,研究现代鸟类如何使用它们的舌骨,也可能有助于阐明为什么Brevirostruavis进化出其独特的短吻部和长舌骨组合。坎比克研究现存动物的骨骼和肌肉如何协同工作。 

尽管如此,他说,我们可以从Brevirostruavis等已故动物的头骨和舌骨中了解到很多东西。 

“它们”可以为我们提供关于这些动物进食的非常有价值的见解,”坎比克说。“这比身体其他部位的骨骼能告诉我们的,更能直接地提供关于它们日常生活的信息。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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