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【科研论文科普解读】
2024年3月24日,上午10点51分。
福建政和,在经过累计400余天的野外发掘后,研究团队发现了一件新的侏罗纪鸟类。
一年多的室内修复与研究之后,这只生活在1.5亿年前侏罗纪晚期的远古小鸟,终于向世人揭开了面纱。7月2日,国际学术期刊《科学进展》发表了这项研究成果。科学家将其命名为不虞政和鸟。属名取自发现地福建政和,种名“不虞”出自《国语·周语》,意为“意料之外”。
这个命名恰如其分。因为这只小鸟的尾部结构,完全超出了科学家的预期。
不虞政和鸟正型标本和骨骼复原图(和“小虞”卡通复原图)(王敏供图)
长尾巴,是怎么变短的?
在从恐龙向鸟类的演化之路上,除了长出翱翔蓝天的羽翼,最彻底的改变就是尾巴的缩短。
恐龙的尾巴又长又粗,由三十多块尾椎骨串联而成,长度往往接近甚至超过身体。而现代鸟类的尾巴很短,由4—9块尾椎和一块尾综骨构成,其中尾综骨是由若干块尾椎愈合而成。缩短的尾巴给予了鸟类空气动力学等优势。
然而,鸟类祖先是如何从标志性的恐龙“长尾巴”演化为现代鸟类的“以尾综骨为主的短尾巴”的?由于缺乏过渡阶段的化石证据,这一直是演化生物学界悬而未决的谜团。
学界曾普遍认为,在演化史上可能根本不存在“尾巴变短了、但还没有愈合尾综骨”的过渡物种。而此前的化石记录似乎也支持这一假说:最早具有尾综骨的鸟类(政和八闽鸟)突然出现在侏罗纪晚期,恰逢鸟类起源之初,此时的其他鸟类和其恐龙近亲都还保留了长尾巴。
不虞政和鸟的出现,打破了这一认知。
“分步走”的演化智慧
不虞政和鸟的尾部,仅有15块尾椎。比始祖鸟等长尾鸟类的23块以上少得多,比多数兽脚类恐龙的30块以上更是大幅缩减。但关键在于:这些尾椎并没有愈合形成尾综骨。
换句话说,不虞政和鸟的尾巴“变短了”,但还没有“焊死”。它恰好卡在了“长尾巴恐龙”和“短尾巴现代鸟”之间那个科学家一度认为不存在的过渡位置。
中生代兽脚类恐龙(包括鸟类)后肢形态多样性比较(王敏供图)
研究团队通过分支系统学追溯了尾巴在恐龙—鸟类转变过程中的演化轨迹,发现不虞政和鸟是目前已知尾巴相对最短的长尾副鸟类。这有力地证明了一个此前从未被化石记录证实的演化顺序:在鸟类尾部的演化历史中,“尾椎数量的减少和变短”发生在“尾椎愈合(形成尾综骨)”之前。
这种“分步走”的演化模式,弥补了鸟类尾部演化“缺失的一块拼图”(图3)。这种缩短且没有过度僵化的短尾巴,能够有效减轻体重,使身体重心和升力中心向前移动;同时,较少的尾椎关节提升了尾部的刚性,更利于飞行控制;较短的力臂也让政和鸟能更轻松地操控尾羽,从而获得了比始祖鸟等更好的飞行稳定性和机动性。
刷新纪录:已知体型最小的长尾副鸟类
除了改写了尾部演化史,不虞政和鸟还创下了一项世界纪录:它是目前已知体型最小的长尾副鸟类。
研究团队根据化石测量估算,不虞政和鸟的体重仅有74到163克,体长约20厘米。大小接近一只现代的玄凤鹦鹉。它的股骨长度仅为此前已知最小恐龙“赵氏小盗龙”的63%,比近年报道的芝加哥始祖鸟标本还要小上10%。
不虞政和鸟(前)和奇异福建龙(后)生态复原图(张宗达绘制)
“体型小型化”是恐龙飞向蓝天的核心驱动力之一。王敏表示,不虞政和鸟如此小巧的身躯,意味着部分鸟翼类在演化初期的体型缩小速度比人们想象的要快得多,“这无疑是它们对探索树栖、飞行等全新生态位的一次尝试”。
侏罗纪末期的“百鸟争鸣”
不虞政和鸟是政和动物群中发现的第四种鸟翼类。在此之前,研究团队已相继在这里发现了奇异福建龙、政和八闽鸟,以及一件单独的鸟类叉骨。
而更让科学家兴奋的是这些化石所揭示的生态图景。在同一时期、同一地区,政和鸟(短尾、个体小、广适性)、福建龙(长尾、长腿、陆栖)与八闽鸟(愈合的尾综骨)展现出了截然不同的身体结构、体型大小和生态分异。
这种高度的形态分异清晰地显示:在侏罗纪末期,鸟类就已经经历了一次辐射演化,展现出了极为丰富的生态类型。
古脊椎所和福建地科院联合考察队发现不虞政和鸟正型标本
从2022年发现奇异福建龙,到2025年报道政和八闽鸟,再到今天的不虞政和鸟。福建政和这个闽北小城,正在一次次改写人类对鸟类起源的认知。
1.5亿年前,一只比玄凤鹦鹉还小的鸟儿,拖着一条“半短不短”的尾巴,在侏罗纪的天空飞翔。它不知道自己将成为一块“缺失的拼图”,补上鸟类演化史上最关键的一环。
尘封亿载备不虞,始得金身破土时。“不虞”二字,既是对这只小鸟意外现世的感慨,也是对演化本身最好的注解。生命的历史,总是充满了出乎意料。而那些出乎意料,往往藏着演化真相。(记者 宋雅娟)
