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最古老的鸟类食团揭示早期鸟类的消化系统 首次揭示反鸟类能够以鱼类为食

保存有最古老的鸟类食团的反鸟类(王敏供图)

保存有最古老的鸟类食团的反鸟类(王敏供图)

反鸟类消化系统示意图(王敏、史爱娟绘制)

反鸟类消化系统示意图(王敏、史爱娟绘制)

食鱼反鸟的生活复原图(史爱娟绘制)

食鱼反鸟的生活复原图(史爱娟绘制)

(神秘的地球uux.cn报道)据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所:2016年4月29日,《当代生物学》(Current Biology)发表了中科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。

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。

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。





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