中生代鸟类主要类群形态多样性演化对比

中生代白垩纪(距今约1.3亿年至6500万年)部分今鸟型类是如何躲过6500万年前的白垩纪生物大绝灭，而逐步演化为现代鸟类？

中国科学家首次通过对中生代鸟类特征(“形态空间”)和体型(“体型空间”)的多样性演化进行对比研究，发现中生代鸟类两大主要类群、同时也构成姐妹群的反鸟类和今鸟型类显示出截然不同的演化轨迹。

中生代鸟类体型空间分布

正是两者的不同演化轨迹，可能造成二者在白垩纪生物大绝灭时的不同响应：所有的反鸟类都绝灭了，而部分今鸟型类存活下来，并在此次大绝灭后的新时代伊始辐射演化，最终形成所有现代鸟类。

由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(中科院古脊椎所)科研人员王敏、张驰、周忠和共同完成的这项现代鸟类溯源研究重要成果论文，北京时间2月3日在自然指数期刊《英国皇家学会会刊B》发表。

论文第一作者王敏研究员介绍说，本次研究通过对大量中生代鸟类肢骨的测量，以四肢骨骼长度来定义“体型空间”，根据解剖学特征量化“形态空间”，以及两者随时间的变化。此外，采用基于系统发育关系的主成分分析方法剔除亲缘关系，最大程度保证采样点的独立性，同时复原祖先节点，来展现不同类群的演化趋势。

中生代鸟类形态空间(离散特征)分布

研究结果显示，中生代鸟类主要类群——反鸟类、今鸟型类和更为原始的“基干鸟类”(“基干鸟类”并不是一个单系群，而是包括孔子鸟类、会鸟类、热河鸟类和始祖鸟类)，它们在体型空间上没有明显分异。

不过，这三个类群的生态习性差异显著，如反鸟类都是树栖、今鸟型类多是地栖，而“基干鸟类”中的热河鸟和始祖鸟还具有爬行动物典型的长尾骨。这样的“矛盾”说明“体型空间”在演化上相对保守，这可能是包括飞行在内的选择作用的结果。在比较这三个类群时，今鸟型类在所有多样性的量化指标上都高于其他两个类群，反映出在今鸟型类演化中，其体型变得更多样，这也与该类群在晚白垩世出现多样的生态类型相一致。

王敏指出，在“形态空间”上，中生代鸟类三个类群分异显著，反鸟类和今鸟型类之间的差异随着时间推移变大：反鸟类在其演化过程中，特征多样性的增加几乎停滞，甚至有变小的趋势；今鸟型类多样性增大，出现形态特征非常不同的类群(如鱼鸟等)。“虽然反鸟类是目前发现物种数目最多的中生代鸟类支系，但是今鸟型类在所有多样性指标上都是最高的，这反映了物种多样性和形态多样性在一些类群的演化中是不同步的”。

王敏表示，综合起来，这次研究获得反鸟类和今鸟型类截然不同的演化轨迹，主要体现为：反鸟类是在穷极已有的“体型空间”和“形态空间”来增加物种数目，而今鸟型类则是不断扩张“体型空间”和“形态空间”的范围；演化相对局促的反鸟类也反映在其单一的生态习性上，与之相对，今鸟型类则已出现包括潜水、树栖、地栖等多种生态习性。

文/记者 孙自法

编辑/王朝