熱河鳥復原圖 韓志信、王一凡繪
20年前，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（以下簡稱古脊椎所）的古生物學者在《自然》上首次報道了一種新的原始鳥類化石——原始熱河鳥。它是除始祖鳥以外，唯一具有骨質長尾的原始鳥類，基干的分類位置和獨特的身體結構令其一經發現便舉世聞名。
熱河鳥剛被發現時還有一個特別之處，它的體內保存了許多植物種子化石。在過去發現的中生代鳥類化石中，很少有關于食性的直接證據。此后，眾多類似標本發表，因此，熱河鳥一直被認為是一類以吃種子為生的鳥類。
近日，牛津大學地球科學學院瑪麗居里博士后胡晗團隊和中科院院士、古脊椎所研究員周忠和團隊在eLife上合作發表了一項研究成果。他們在澳大利亞墨爾本同步輻射中心對最原始的鳥類之一——熱河鳥的頭骨新標本進行了三維掃描和重建，并將其頭骨及胃容物和現生鳥類進行了詳細對比，結果推翻了幾十年來古生物學家對其取食習性的認知。
熱河鳥的肚子里有種子，因此推測它以種子為食，這個邏輯似乎并無不妥。同時，在只有定性觀察的情況下，此前的古生物學家還覺得，它的頭部形似鸚鵡等取食種子的現生鳥類。
動物的取食類型、方式與頭骨形態息息相關。“但由于化石標本的壓扁保存和傳統研究方法的局限，科學家對于熱河鳥的頭骨形態知之甚少。” 論文第一作者胡晗指出。
在這項新研究中，研究人員利用先進的三維掃描和重建手段，對一件熱河鳥標本進行了三維復原，并獲取形態學信息以及用于后續分析的三維模型。
這件標本采集于遼寧朝陽的九佛堂組地層，年代距今約120百萬年，它保存有完整的頭部，以及脊柱、腰帶和部分后肢，歸入熱河鳥原始種。
此外，研究人員還抽取了現生鳥類包括食果、食谷等不同食性的代表物種進行了三維掃描重建，以便進行古今對比。
胡晗介紹說，現生吃種子的鳥類基本可分為兩大類型，一種利用喙部磕開種子，另一種則是利用胃石研磨開種子。
分析結果顯示，熱河鳥并沒有此前科學家認為的高下頜，與能夠磕開種子的食谷鳥類比如鸚鵡，在形態上有明顯的不同，這就排除了它通過磕開取食種子的可能性。
為了驗證另一種食谷的可能性——利用胃石消化種子，研究人員進行了胃容物分析。結果顯示，利用胃石消化種子的現生鳥類，它們腹中的種子仍然保留著整體形態，但具有不同程度的破損，同時，種子和胃石相互混合，粘結緊密。相比之下，熱河鳥保存的種子不僅缺乏這樣的破損，保存也更加松散，且從未與胃石一起保存，這樣的狀態反而更接近食果鳥類腹中種子的狀態。
事實上，熱河鳥與現生食果鳥類在下頜形態上并沒有顯著差別。胡晗解釋，對于食果鳥類而言，并不需要喙部做太多處理，所以沒有特化的喙部并不意外。
至此，研究人員有充分的證據認為，熱河鳥其實是一種至少季節性的食果鳥類，腹中的種子不過是它們未被消化而遺留下來的產物。這也是鳥類食果這一生態習性的最早化石記錄。
許多現生鳥類擁有特化或季節性的食果習性，它們將植物果實吃進肚子里，堅硬的種子無法被完全消化，便會隨著它們的糞便排出體外，食果鳥類也就成為了植物傳播種子的重要媒介。可這一習性在化石記錄中究竟何時出現，此前一直不為人所知。
“鳥類在早白堊世時的輻射演化是陸地生態系統演化歷程中的重要事件，爾后伴隨著延續整個白堊紀的植物果實結構的繁盛和多樣化。”胡晗表示，科學家一直猜測早期鳥類和結果植物之間可能存在演化上的聯系，但由于化石物種的食果記錄非常難以確定，這一猜測始終未能得到證明。
這一熱河鳥的最新研究顯示，鳥類在演化的最初階段，很可能就已經扮演了植物傳種媒介這一角色。胡晗認為，作為具有一定飛行能力而移動范圍大為增加的傳播者，早期的食果鳥類很可能協助了結果植物的擴張，而果實這一優質食物也可能擴大了早期鳥類的演化可能性——鳥類和植物間的相互作用可能在白堊紀陸地革命中有著有待進一步探索的重要地位。
值得一提是，在這項研究中，科學家選取的食果、食谷等不同食性的現生鳥類代表中，包括了近期才滅絕的兩個“明星”物種——卡羅萊納長尾鸚鵡和旅鴿。
“某種意義上我們是在利用近期滅絕的物種去研究遠古滅絕的物種。”胡晗告訴《中國科學報》。
由于從外表上科學家無法判斷標本內部是否保存有胃容物，每一件標本都去掃描又不現實，因此，研究團隊對于胃容物部分的分析首選從牛津大學數據庫中已經掃描過的標本中選取樣本。
“相比于其他相對普通的物種，這些近期滅絕的物種得到掃描的概率更高，所以最終我們的數據集中就包括了這兩個明星物種。”在胡晗看來，這也值得我們思考，“人類失去一個物種時，丟失的信息可能比我們想象的要多得多。”
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