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(演)化路(上) 鸟类为何弄(丢)了一侧卵巢

时间:2020-08-12 05:10:30   来源:找个小妹小姐大保健服务 浏览量:81249

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  演化路上 鸟类(为)何弄(丢)了一侧(卵)巢

  在早白垩世(期)间,(鸟)类在演(化)中(发)生了一(系)列特征改变,中间的许多(关)(键)性环节(现)(在)仍(然)(是)谜,比如为什(么)恐龙有两侧卵(巢)和输卵管,鸟类却(只)有(左)侧(卵)巢(及)输卵(管)。

  本报记(者) 李 禾

  (当)(鸟)(从)恐龙演化而(来)(时),发生(了)什么变化?继2013(年)(在)《自然》杂(志)发表(论)文《(早)白垩(世)鸟类卵泡(的)精美保存对研究恐龙(繁)殖行为的意义》之(后),近日,中科院古(脊)(椎)动物(与)古(人)(类)研究所周忠和团队(于)《生物通讯》杂志在线发(表)(了)最新(相)关研究(成)(果):鸟类软(组)织化石能长时间保(存),右侧输(卵)管和(卵)巢的(退)失可(能)(发)生在恐龙向鸟类过渡的阶段。

  早白(垩)世(距)今约1.2亿(年),这(期)间发生了从恐龙到鸟类的一系列演化事件。(与)恐龙相(比),演化而来的鸟类一(系)列关键特征发(生)改变,生殖(器)官就是其中之一。有(标)本显(示),雌性(恐)(龙)(和)现在的爬行类动物相似,仍保(存)两侧的卵巢及输卵管,(但)现(生)(鸟)类的(雌)(鸟)仅(保)留了(左)侧的卵(巢)(及)输卵(管)。从什么时候开(始),鸟(类)丢失了一侧(的)(卵)巢(及)输卵管?这与(适)应(飞)(行)(需)(要)的(体)重(减)轻有关吗?

  (中)空(骨)架和尾综骨(等)结构演(化)还存谜

  山东省天宇自然博(物)(馆)馆(长)、临(沂)大学教(授)郑(晓)廷(团)队一(直)(与)周忠和(团)(队)(进)行早期鸟类演化的合作研(究)。郑晓廷(告)(诉)科技日(报)(记)者,与鸟类关(系)最近的恐龙像鳄鱼一样,(具)有两个(功)能性(卵)巢和输卵管。(但)(在)早(白)垩世的热河鸟以及反鸟类标本中,研究者发现早(期)鸟类只(保)留了左侧卵巢,进而推测鸟类右侧卵巢(的)(退)化可能(发)生在恐龙向鸟类(过)渡(的)(阶)段,很可能(与)(适)应飞行需要的体(重)减轻有关。

  “对于(鸟)类来(说),为更有利于飞行,它(们)在演化中总是最大限度(减)轻(体)重。”郑(晓)廷说,“体现(鸟)类体(重)减轻的方面(还)有很多,比如骨骼简(化)(愈)(合),(还)(有),鸟类的骨骼都(是)中(空)形(态)的,这些(都)是为(了)最大限度的减轻(重)量。”

  鸟类(独)有的中空骨架是有效(降)(低)(体)重的最直接(方)式,会(飞)(的)鸟类骨(骼)又细(又)长,中空且没有骨髓,骨架仅占身(体)(体)重的5%—6%。但陆(地)动物的骨架重量占了身体总体(重)近40%。

  羽毛(中)(真)正有(飞)翔功(能)的是(飞)(羽)和尾羽,飞(羽)长(在)翅膀上,尾(羽)长在尾部。郑(晓)廷说,最原始的鸟类,包括始(祖)鸟和(热)河鸟,都(具)有一个爬行(类)动物的(骨)(质)长尾。(其)它鸟(类)都(有)(一)个缩短的尾巴,末(端)是一个(愈)合(结)构,称作尾(综)骨。现生(鸟)类中,尾综骨通常连着一个用来控(制)尾羽(的)肌肉(结)构——尾羽球(茎)。尾羽球(茎)(在)飞翔中(控)制尾羽的展开,这种对尾羽形状的(控)制极大提高(了)尾部(的)(飞)(翔)功能。

  热(河)(生)物(群)是(约)1.2亿—1.35亿年前生活在东(亚)(地)区的一(个)古(老)生物群,其鸟类(化)石(保)存(了)已(知)(最)早(的)带尾(综)骨鸟(类),还保存(了)各种各(样)的尾羽形态,但却没有发现尾部过渡演化的直(接)化石记(录)。早白垩世鸟类不(同)(支)系间尾羽和尾综(骨)(形)态(的)差异引(发)了学术(界)这样一种观点,即(尾)羽球(茎)是与现(生)鸟类(的)犁头型尾综骨一同(起)(源)的。一种新发现的鹏鸟科(鸟)类——大嘴齐亚(比)鸟化(石)中保存的(确)凿证据(表)明,反(鸟)类(也)曾拥有协助飞翔的扇形尾(羽)。短(尾)综骨与(扇)(尾)相伴,(共)同出现在现(生)鸟类和会鸟(目)中,现在又出现在鹏鸟科中,(这)充分说明了(这)(些)结构是一(同)起(源)(的),并且与尾(羽)球茎一起构(成)了一(个)(复)合(型)尾翼。(最)简单的推(测)(是)尾羽球茎是尾综骨类(的)一个祖征,然后在演化过程中,部分鸟类和反鸟类(不)(幸)失(去)了这一结构,变得(像)今天的鸵鸟一样。

  (软)(组)织能否长(时)间保存仍需研究

  2013(年)论文《(早)白垩世鸟(类)卵泡(的)(精)美保存对研究恐龙(繁)殖(行)(为)的(意)(义)》发表后,部分(学)者质疑软组织能否(保)(存)如此(长)时间,并(猜)测卵泡(化)(石)实际上(是)(胃)里未被消化(殆)尽的植物种子。

  对此,(郑)晓廷并(不)认同,他认为植物(种)子与(卵)泡化(石)结(构)并不(一)样。周忠和研究(团)队通过(高)分(辨)(率)CT、能量色(散)X射(线)谱、骨组织切片染色等(技)术(手)段,(对)卵(泡)(化)(石)和现生标本(进)行了对比(研)(究)。研(究)(结)果也进(一)步确认了(这)是(卵)巢(滤)泡化石,展现出卵泡组织(的)高分(辨)细节(特)(征),包括了(可)(收)缩的肌肉、(血)(管)(化)组(织),这些都和(现)(生)鸟类正在形成的蛋黄周边组织相似,为(卵)泡(提)供营养,(帮)助排(卵)期的鸟类顺利排(卵);平滑肌纤维、(胶)(原)(蛋)白(纤)维、血管等(软)组织的发现(都)(和)早期研究论文(中)(提)出的(假)设吻合,即与(现)(生)鸟(类)相(关)组(织)相似,与(食)入种子的(假)设不符。

  “软组织确实不(易)保存,但是通过迅速(脱)氧等(条)(件),(软)组织是(可)(以)较(好)保存(下)来的。”郑(晓)廷说,特别是羽(毛)(的)软(组)织,随(化)石保存下(来)的较多。

  近(年)来,热(河)生(物)群化石除了保存有完整的骨(骼)、(精)致的羽毛和其他皮(肤)衍(生)物外,包括肺泡等软组织内脏组织在化石(研)究中(同)样不断被发现,证(明)了软组织在(历)经复杂、(长)(时)间尺度的埋藏后,可能被保存下来。

  郑晓廷说,对一(件)保存了卵泡组织和翅膀软组织的(始)孔(子)鸟标本进行研究发(现),始(孔)子鸟具(有)翼(前)膜和翼后膜,翼(前)膜所保存的内部网状支撑(结)构与现生鸟类非(常)相像,软组织结构显(示)翼前膜(能)(够)形成一个弧形(剖)面(并)(可)(以)产(生)抬升力。

  “不过,(比)较有(意)(思)(的)是,有(个)(别)(标)(本),羽毛保(存)较(好)(时),(骨)骼组织就保存得较差。(还)(有)个别鲟鱼标(本),当(它)的消(化)系统、(皮)肤(结)构(保)(存)(较)好(时),骨骼(组)(织)(就)保(存)得(较)差。而有些骨(骼)保存较(好)(的)标(本),(其)软组(织)往(往)保(存)较差。”郑晓廷说,(这)个(原)因还有待进一步研究。

  消化系统等差异(或)(与)食物结构有关

  (郑)晓(廷)(说),通(过)(对)早期鸟类的研(究),还会发现很多(有)意思(的)地方,(如)不同鸟类具有不同的消化系统,这可能与(早)(期)(鸟)类食物结(构)不同有(关)。

  比如(对)几件嗉囊中保存着鱼类残骸的燕(鸟)标本的(研)究发现,(早)白垩世时期的鸟(类)在吃(饱)(情)况下,会在食道中储(存)一(部)(分)食物以备以后消化。燕(鸟)的牙齿(不)是用来咀(嚼)(食)物的,而(是)用来(捕)捉食物;燕鸟消化道不同的部(分)已具(有)(先)进(的)肌肉系统,在消(化)(食)物过程中具有不同的蠕动功(能),(先)进的消(化)(道)系统(已)出现在具有牙(齿)(的)白垩纪(鸟)类中。

  (郑)(晓)廷说,(对)早白垩世九佛(堂)组(的)一件古喙鸟(标)本(的)(研)究发(现),所(保)存的软(组)织(形)态(显)(示)古喙鸟的(肺)(与)现生鸟类的肺(极)为相(似)。这表明,支持鸟类飞(翔)有(效)(供)(氧)特化肺(脏)在1.2(亿)(年)前的(鸟)(类)中就(已)(经)(演)化形成。

  在现(生)(呼)吸(空)气(的)脊椎动物(中),鸟类拥有(结)构最复(杂)、(功)能最有效的呼吸系统,在氧气稀薄地(区)都(能)满足鸟类飞(翔)运(动)(中)高能耗(的)(需)(求)。古喙鸟(被)认(为)(是)已(知)(最)原始的现生(鸟)(类)之一,可能处于(一)个从(骨)(骼)(结)(构)来看,呼吸(系)统还比较(原)始的阶段,然而(其)肺脏的微观结构(却)已非常现代。(这)一发现可能表明,(许)多(对)(现)生鸟类至关(重)要(的)软组织结构,比如消化系统(和)呼(吸)系(统)(的)生理学演变是(发)(生)在(骨)骼(形)态适应演变之前(的)。

【编辑:卞(立)群】

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