最古老的鸟类食团揭示早期鸟类的消化系统

食鱼反鸟的生活复原图
食鱼反鸟的生活复原图

2016年4月29日,《当代生物学》(Current Biology)发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、周忠和与舒柯文的研究成果。他们报道了一件保存有食团的反鸟类化石,这是迄今最古老的有关鸟类食团的化石记录。食团内主要为狼鳍鱼的骨骼碎片,这一发现首次揭示反鸟类能够以鱼类为食,并表明早白垩世的鸟类就已经具有和现生鸟类相似的消化系统。《当代生物学》是生物学领域一个具有重要影响的杂志(2015年影响因子, 9.57),刊登包括演化生物学在内的各类生物学文章。

保存有最古老的鸟类食团的反鸟类
保存有最古老的鸟类食团的反鸟类

在鸟类漫长的演化历史中,它们失去了牙齿和厚重的上、下颌,取而代之的是轻质的角质喙,同时还演化出了特别的消化系统,使得他们能够将食物“囫囵”吞入,而不经过咀嚼。对于骨骼、毛发和几丁质等难以消化的东西,鸟类会以食团的方式将其从口中吐出,而并非像其它脊椎动物那样随着粪便排出体外。鸟类的胃分化为腺胃和肌胃,腺胃能够分泌消化液对食物进行软化,而肌胃则主要对食物进行机械的研磨(如食谷的鸟类,肌胃中会有胃石)。鸟类的肌胃和小肠之间的幽门狭小,且小肠壁薄,因此骨头等难以消化的东西难以通过幽门,而残留在肌胃里(避免刺破小肠壁),随着肌胃的收缩,被压扁而成球状的食团,再通过消化道的逆蠕动作用,由肌胃向前运移,依次通过腺胃、食道,最终从嘴巴吐出。这样的消化过程不仅能够使鸟类快速将食物吞入体内,减小被捕食的机率,同时能将难以消化的东西迅速排除体外,减轻体重。

反鸟类消化系统示意图
反鸟类消化系统示意图

这件保存有食团的反鸟类标本发现于辽西早白垩世的九佛堂组,距今约1.2亿年。在对标本的观察中发现,其肱骨下方有一纺锤形的团聚物,包含有狼鳍鱼的骨骼碎片。结合现生鸟类、鳄鱼的消化系统对比,研究者将其解释为鸟类的食团。食团的形成依赖于肌胃的收缩和消化道的逆蠕动作用,因此新标本的发现,表明现生鸟类所特有的消化特征(胃分化为肌胃和腺胃,肌胃能够有力收缩,消化道的逆蠕动作用)在早期鸟类中就已经出现了。而此前周忠和带领的课题组还发现了早期鸟类嗉囊的化石证据以及食性的多样性,这一系列发现都表明进步的消化系统是鸟类在中生代演化获得成功的重要因素之一。

该项研究得到了中国科学院青年创新促进会,科技部973项目,国家自然科学基金项目的支持。

论文链接:http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(16)30137-3

(据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所)

原创文章,如若转载,请注明出处。

相关文章

  • 手印化石表明人类早在7000年前就在青藏高原活动

    青藏高原上的小喇嘛。人类可能已在寒冷高峻的青藏高原定居了七千多年 至少在7400年前,无畏的狩猎采集者或许就已经在寒冷、缺氧而严酷的青藏高原上定居了。这比研究者此前认为的时间要早将近4000年。 在对西藏中部…

    2017-01-11
  • 一座保存完好的恐龙“雕像”

    多数恐龙化石都分散为一块块看似普通的岩石,将这些不同部位的化石拼在一起成完整的恐龙,搬进博物馆供人参观。 加拿大皇家特雷尔博物馆 在加拿大皇家特雷尔博物馆有这样一只恐龙化石,完整的像一座雕像。 这只恐龙…

    2017-05-21
  • 古喙鸟个体发育特征

    2016年2月3日出版的英国《系统古生物学》(Journal of Systematic Paleontology)上,发表了中国科学院古脊椎与古人类研究所王敏和周忠和有关原始鸟类个体发育的研究成果。 研究者对一件新发现的匙吻古喙鸟(Archae…

    2016-02-17
  • 中国华南发现奥陶纪末间冰期沉积物证据

    (据中国科学院南京地质古生物研究所)华南是全球上奥陶统赫南特阶底界“金钉子”所在地,是奥陶纪末生物大灭绝及其后残存、复苏与再辐射研究的经典地区之一。然而,长期认为区域内赫南特期唯一的碳酸盐岩地层(以观…

    2016-03-01
  • 古代类鸟恐龙的现代羽毛

    本周《自然-通讯》发表的一项研究介绍了一种来自中国的新种有羽恐龙,它是已知最早的具有不对称飞羽的伤齿龙(一种类似鸟的手盗龙类)。不对称飞羽是与飞行演化相关的一大重要创新。 徐星、Michael Pittman及同事从…

    2017-05-05
  • 世界上保留最长的恐龙行进道路

    2009年,古生物学家在汝拉山脉的一个法国村庄普拉涅(Plagne)发现了世界上最大的恐龙脚印,从那以后,科学家一直在忙于仔细挖掘现场,发现更多的轨道。巨大的恐龙图案共同组成了迄今为止发现的最长的蜥脚动物轨道…

    2017-11-15