地球上一些最著名的恐龙曾生活在美国西部。然而，在6800万年前，生活在那里的动物不只是包括强大的霸王龙 和健壮的三角龙等恐龙。它们与两种新近描述的鸟类——达尔文飞龙鸟（Avisaurus darwini）和卡拉卡鹰爪鸟（Magnusavis ekalakaenis）——一同生活。这些早期鸟类的大小与鹰隼相似，拥有强健的脚爪，足以捕捉并叼走猎物——甚至可能是小型恐龙。这项新研究于10月9日发表在《公共科学图书馆·综合》杂志上。
“根据它们脚骨中的线索，我们认为这些鸟类能够像现代的鹰或猫头鹰一样捕捉和携带猎物，”该研究的合著者、芝加哥大学博士生Alex Clark在声明中表示。“虽然它们可能不是有史以来进化的第一批猛禽，但它们的化石是已知最早的掠食性鸟类样本。”
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这项新研究中的三个化石最近在美国蒙大拿州、北达科他州和南达科他州现今的地狱溪组（Hell Creek Formation）发现。这个化石丰富的地区曾是古老河流的流经之地，这些河流从落基山脉流淌到一片广阔的内陆浅海。在约6800万年前大多数恐龙灭绝之前，这里是霸王龙、三角龙、矮壮且凶猛的甲龙以及更多物种的家园。
当Clark第一次看到这些化石时，它们并没有立刻显得特别。它们都只是脚部连接脚趾的骨骼部分，被称为跗跖骨。这些化石也是单独发现的，没有爪子或头骨等其他身体部位。虽然这些跗跖骨对鸟类来说相当大，但仍只有成年人拇指大小。尽管如此，这些骨骼为研究团队提供了大量有用的数据。
Clark说：“骨骼上的每一个角落、每一个凸起都能告诉我们肌肉或肌腱的附着位置以及它们的大小。”
这些骨骼上有一个特别值得注意的凸起——一个被称为结节的肌肉附着点。这个结节比大多数鸟类的结节更大，位置也更靠下。
Clark说：“在现代鸟类中，当我们看到如此大且位置如此靠下的结节时，通常是出现在猫头鹰和鹰隼等猛禽身上。这是因为当它们用脚捕猎和抓取猎物时，它们会提起与其身体不成比例的重物，并将其靠近身体，以保持尽可能高的空气动力学效率。这些化石的踝骨看起来就是为此而设计的。”
在这项研究中，Clark和团队进行了多项生物力学分析，将这些化石脚骨与各种现代鸟类的脚骨进行了比较。据Clark介绍，骨骼和踝部的肌肉协同工作，如同杠杆。通过比较肌肉附着在骨骼上的距离，科学家们可以清晰地了解骨骼的强度和运动方式。分析结果表明，这些脚爪足够强壮，能够让这些鸟类叼起小型哺乳动物，甚至可能是幼年恐龙。
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根据这三块脚骨，研究团队描述了两个新的科学物种，它们比晚白垩世时期其他已知的鸟类体型更大。达尔文飞龙鸟（Avisaurus darwini）以查尔斯·达尔文的名字命名，估计体重超过2.2磅。卡拉卡鹰爪鸟（Magnusavis ekalakaenis）是为了纪念化石首次发现地蒙大拿州Ekalaka而命名。第三块骨骼可能属于另一个物种，但由于其高度退化，难以确定。
所有这些鸟类都属于“飞龙鸟科”（Avisaurids）。它们也属于一个更大的鸟类群体——反鸟类（enantiornithines）。它们可以追溯到白垩纪，并与大多数恐龙同伴一起灭绝，当时一颗小行星撞击了现今墨西哥附近的地球，约6800万年前。
“这些发现将已知的地狱溪组鸟类物种数量有效地翻了一番，并将有助于我们更好地理解为什么只有部分鸟类在灭绝了霸王龙和这里描述的飞龙鸟的生物大灭绝中幸存下来，”研究的合著者、芝加哥菲尔德博物馆（Field Museum）的化石爬行动物副馆长Jingmai O’Connor在声明中表示。“Alex出色地从一根骨头中提取了如此丰富的生态信息。”
