微小化石揭示了企鹅何时进化出它们出奇有用的翅膀

Pakudyptes hakataramea 生活在大约 2400 万年前的现今新西兰。
an illustration of a small penguin with light black, yellow, and white feathers on a new zealand beach
2400 万年前,Pakudyptes 在新西兰海岸的复原图。Tatsuya Shinmura & Ashoro Museum of Paleontology

企鹅不会飞翔。它们的翅膀可能看起来只是装饰性的,但这些附属物在它们的进化史中实际上扮演着更重要的角色。一种名为 *Pakudyptes hakataramea* 的化石企鹅物种连接了已灭绝的企鹅和现存的企鹅之间的断层。它的一些骨骼展示了这些翅膀是如何演化以帮助企鹅成为如此快速的游泳者。这些发现被描述在一项于 7 月 31 日发表在《新西兰皇家学会学报》上的研究中。

*Pakudyptes* 生活在大约 2400 万年前的现今新西兰南岛。它非常小,大小与今天生活的蓝企鹅(或称 kororā)差不多。身高仅 9.8 英寸,体重 2.2 磅,*Pakudyptes* 是地球上已知的最小企鹅物种之一。

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有趣的是,尽管 *Pakudyptes* 是早期企鹅物种,但它确实拥有能够潜入水中的生理适应性。在这项研究中,来自新西兰奥塔哥大学以及日本芦原古生物博物馆、冈山理科大学和大阪大学的一组科学家检查了三块骨骼。这些肱骨、股骨和尺骨是在 1987 年由已故古生物学家 Ewan Fordyce 在南岛坎特伯雷地区 Hakataramea Valley 的几次野外考察中发现的。

他们发现 *Pakudyptes* 填补了现代企鹅和现已灭绝的化石企鹅之间的形态学空白。

“特别是,翅膀骨骼的形状差异很大,企鹅翅膀形成现在形态和功能的过程仍然不清楚,”论文合著者、芦原古生物博物馆的古生物学家 Tatsuro Ando 在一份声明中说。

肱骨和尺骨展示了企鹅翅膀是如何演化的。

“令人惊讶的是,*Pakudyptes* 的翅膀肩关节非常接近现代企鹅的状况,而肘关节则与更早期的化石企鹅非常相似,”Ando 说。“*Pakudyptes* 是第一个发现具有这种组合的化石企鹅,它是解开企鹅翅膀演化的‘关键’化石。”

Top: Comparison of elbow joints in Pakudyptes and the little penguin. Pakudyptes has an angled wing. Bottom: A reconstructed image of Pakudyptes, one of the smallest penguins. CREDIT: Tatsuya Shinmura & Ashoro Museum of Paleontology.
顶部:*Pakudyptes* 和蓝企鹅肘关节的比较。*Pakudyptes* 拥有一个带有角度的翅膀。底部:*Pakudyptes* 的复原图,它是最小的企鹅之一。图片来源:Tatsuya Shinmura & Ashoro Museum of Paleontology。

奥塔哥牙科学院分析了化石的内部骨骼结构,并结合了冈山理科大学提供的现存企鹅数据。他们发现 *Pakudyptes* 具有微观解剖特征,表明它们能够潜水。现代企鹅以其卓越的游泳能力而闻名。它们如同子弹般的游泳技巧很大程度上归功于致密、厚实的骨骼,这在潜水时增加了它们的浮力。

在 *Pakudyptes* 中,骨皮质相当厚。然而,髓腔——其中包含骨髓——是开放的。这与今天生活在浅水区的蓝企鹅相似。

*Pakudyptes* 的潜水和游泳能力可能归功于其独特的骨骼组合。肱骨和尺骨显示出肌肉和韧带的附着点,这揭示了翅膀如何用于在水下游泳和移动。

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虽然已不再生活,但化石企鹅通常体型庞大。与今天身高约三到四英尺帝企鹅相比,有些企鹅的体型可以达到约4.5 英尺甚至6 英尺高

“企鹅在渐新世晚期到中新世早期迅速进化,*Pakudyptes* 是这个时期的重要化石,”论文合著者、奥塔哥牙科学院的 Carolina Loch 在一份声明中说。“它的小体型和独特的骨骼组合可能促进了现代企鹅的生态多样性。”

 

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