舌骨研究为古鸟类演化提供关键性证据

舌骨的主要作用是支撑舌头,而鸟类舌骨的独特之处在于其骨质部分还能延伸到靠近舌头的最前端。舌骨在古生物学的研究中很少受到关注,但实际上,舌骨研究可以为灭绝动物的生活方式提供关键性证据。

6 月 20 日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所周忠和团队和美国德州大学奥斯汀分校同行在 Plos One 杂志在线发表了关于舌骨研究的最新进展,不但揭示了恐龙的舌头很可能像短吻鳄那样短而平扁、固定在口腔底部不能伸出,从而挑战了传统恐龙舌头复原以外,还提出了由于飞行而获得的新的取食生态促进了舌骨的分化和活动性的新观点。

基于恐龙、翼龙和现代鳄鱼、鸟类之间的亲缘关系,该项工作比较了恐龙、翼龙、短吻鳄和现代鸟类的舌骨及相关肌肉,以及这些性状在不同谱系中的演化趋势。比较解剖的研究工作主要通过利用杰克逊学院高精度 X - 射线断层扫描以及增强 CT 造影所获取的高精度图像以及三维重构完成,对比标本包括了大量的现代标本的舌骨,分别来自 3 个短吻鳄以及 13 种现代鸟类(鸵鸟、鸸鹋、鸭子和鹌鹑);还包括 11 个化石种类的舌骨,这些化石主要来自中国的热河生物群,包括小型的似鸟恐龙、翼龙甚至暴龙,由于舌骨在化石中的保存较为罕见,这些标本完好的舌骨显得尤为珍贵。

结果显示,大多数恐龙的舌骨和短吻鳄类似,短小而简单,无法支持舌头的自由活动。舌骨的形状在翼龙、似鸟恐龙甚至在鸟类自身中,具有多样性。舌骨灵活性提高很可能与飞行有关,因为飞行大大扩展了这些类群的取食生境,恐龙在向鸟类演化的过程中获得了复杂以及灵巧的骨质舌器。伴随着现代鸟类的生境的分异,舌骨进一步高度分化,显示出多种和取食相关的适应性特征,例如鸭子、啄木鸟、蜂鸟等。

舌器的分化对于理解鸟类演化具有重要的意义,未来的研究将会进一步关注和舌骨功能变化有关的相关解剖结构的改变,例如鸟类显示出舌骨后面连接的咽喉位置的后移很可能影响其发声和呼吸方式,不过由于化石证据的缺失,这些关键特征的改变以及发生时间还需要进一步确认。

这项研究得到中科院、国家自然科学基金委、美国史密斯国家博物馆、贝蒂穆尔基金会的大力资助。

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