鳥類和恐龍形態差異度分析顯示早期鳥類明顯不同於(yu) 其恐龍近親(qin)

鳥類生物多樣性演化和氣候及白堊紀末大滅絕事件的關(guan) 係示意圖（任名卉繪）

2月22日，美國《國家科學院院刊》在線發表了中科院古脊椎動物與(yu) 古人類研究所餘(yu) 逸倫(lun) 、張馳、徐星有關(guan) 鳥類生物多樣性大尺度演化的成果。該研究通過整合現代鳥類分子係統樹和滅絕鳥類與(yu) 虛骨龍類恐龍的係統發育和形態數據，在同一框架下探討冠群鳥類和幹群鳥類的生物多樣性演化。

該研究揭示了鳥類從(cong) 侏羅紀起源直至今日出現過3次大規模淨成種速率的增加，前兩(liang) 次大規模淨成種速率增加分別對應了鳥類運動係統和取食係統形態的加速演化；研究還發現，鳥類生物多樣性演化主要受氣候變化的影響，同時也受到白堊紀末大滅絕事件的影響。

生物多樣性演化是當前學界的熱點研究方向，但生物學家和古生物學家在探討生物多樣性演化時，往往采用不同的數據和研究方法。生物學家采用現代生物的基因組學數據，主要分析生物淨成種率在地史時期的變化規律；古生物學家采用化石數據，主要分析化石物種在地層中的分布規律。這導致同一生物類群的研究結果無法在同一演化框架下進行對比和探討，其中鳥類宏演化過程研究就存在這樣的問題。

研究人員通過構建3棵包含102個(ge) 化石物種和約200種現生鳥類的超樹，使用化石生滅模型計算鳥類從(cong) 起源至今淨成種速率隨時間的變化；使用包含非鳥虛骨龍類，幹群鳥類和冠群鳥類的形態學矩陣以及分模塊的寬鬆形態鍾模型計算不同解剖學模塊演化速率在係統發育樹上的變化；使用形態分異度分析和形態空間重疊程度分析對比幹群鳥類和非鳥恐龍的形態差異性。

研究結果表明，在鳥類的演化曆史中淨成種速率有過三次大規模的增加。第一次增加位於(yu) 1.65億(yi) 至1.35億(yi) 年前之間，並伴隨著與(yu) 運動功能有關(guan) 的解剖學模塊加速演化，形態分異度擴大以及相對於(yu) 非鳥類恐龍類群的形態空間偏移，暗示了基幹鳥類發生過一次適應輻射，並占據了與(yu) 祖先類群不同的生態位。

第二次增加位於(yu) 9000萬(wan) 至5500萬(wan) 年前之間，並在7000萬(wan) 至6500萬(wan) 年前之間存在一次大幅度的下降以及後續的快速反彈。這一時段早期冠群鳥類頭骨形態演化速率增加，暗示了這次輻射與(yu) 第一次的驅動力不同，有可能是由於(yu) 食性以及取食行為(wei) 的多樣化導致的。

第三次增加起始於(yu) 約4400萬(wan) 至4000萬(wan) 年前，由於(yu) 形態演化速率分析中使用的冠群鳥類較少，該研究未能夠為(wei) 這次輻射提供形態學方麵的證據。盡管如此，這次輻射依然得到了分子係統學以及部分化石證據的支持。

雖然從(cong) 功能形態學和生態學的角度，早期幹群鳥類和早期冠群鳥類的輻射是由不同的因素驅動的，但是鳥類的淨成種速率變化趨勢整體(ti) 與(yu) 自侏羅紀以來的全球溫度變化趨勢呈現負相關(guan) 。

之前的研究認為(wei) ，由氣候變化驅動的棲息地碎片化所導致的異域物種形成是控製冠群鳥類多樣性變化的關(guan) 鍵因素。新研究顯示，幹群鳥類的多樣性變化可能也由相同的因素控製。研究顯示，除了氣候變化，白堊紀末大滅絕事件也對鳥類多樣性演化造成了影響，不過，白堊紀末大滅絕事件對幹群鳥類和同時期的飛行動物翼龍類的影響顯著大於(yu) 冠群鳥類的影響，這導致幹群鳥類和翼龍完全滅絕，釋放出的大量生態位為(wei) 冠群鳥類在新生代初期的大輻射創造了條件。

據悉，這一研究也是中國國家自然科學基金委首批基礎中心項目“克拉通破壞與(yu) 陸地生物演化”項目的一部分。項目由周忠和院士與(yu) 朱日祥院士主持。旨在探討地球深部過程、地表環境和生物演化之間的關(guan) 係。探討華北克拉通破壞和著名的燕遼生物群與(yu) 熱河生物群演化之間的關(guan) 係需要區分全球和區域信號。這項新研究從(cong) 鳥類生物多樣性演化的角度探討了生物演化和環境的關(guan) 係，顯示始於(yu) 鳥類第一次大輻射的起始時間和燕遼生物群大致同期，暗示鳥類的起源和輻射與(yu) 這一時期的重要地質事件是相關(guan) 的。

相關(guan) 論文信息：https://www.pnas.org/content/118/10/e2019865118



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