科研进展
古鸟类叶食性的起源-来自白垩纪木兰类植硅体的新证据
发表日期：2023-08-11
近日，自然杂志子刊《自然—通讯》（Nature Communications）在线发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所科研人员主导完成的热河生物群中古鸟类食性研究。研究人员从1.2亿年前辽西热河生物群古鸟化石胃容物中发现了被子植物早期分支木兰类叶子的植硅体，首次证实了古鸟类叶食性的早期起源和演化。
被子植物决定了现代地球陆地生态系统主要景观构成，维持着包括人类在内大量多门类生物类群的生存需求。长期以来，鸟类被认为可能在被子植物起源和早期多样性方面扮演着协同演化的重要角色，然而化石记录的匮乏，使得这样的假说很难找到确凿的证据。
我国辽西早白垩世热河生物群的特异埋藏，发现了一系列重要的古老被子植物以及已知最古老的多样化鸟类组合，并显示出一个白垩纪森林栖息地以及丰富的动植物生态系统。为了进一步探索被子植物和早期鸟类之间的相互关系，科研人员首次应用植硅体分析方法对鸟类胃容物进行了仔细研究。
原始热河鸟位于鸟类演化树较为基干的位置，对食性的研究对整个早期鸟类生态起源辐射具有重要的指示意义。近期，对一个完整热河鸟化石个体的消化道材料的分析，发现了富集的古老植硅体，这些古老植硅体的形态类型的鉴定主要依据早期群落植硅体大数据的建立和完善，是植硅体分析方法应用于中生代脊椎动物的特异埋藏化石记录研究的一次重要突破，为进一步拓展脊椎动物与环境协同演化研究，提供了重要手段和途径。
研究结果证实了在热河鸟的胃容物中保留了来自木兰类叶子植硅体的证据，这一发现将已知的早期植食性鸟类的植物类型精确到了木兰类植物的叶片，同时为鸟类普遍植食性的树栖生态位置的转化提供了新证据。
研究人员还利用X射线CT扫描和扫描电镜等多重分析手段，结合形态计量分析和下颌骨骼几何形态的定量化研究，全面重建古鸟类食性的早期演化和现代鸟类相似食性类群的关联。这一成果不仅为早期热河鸟食性提供直接证据，也为鸟类食性演化及其与被子植物演化之间的早期联系提供了全新的认识。
古脊椎所青年研究员吴妍为论文的第一作者，青年研究员李志恒为论文的通讯作者。该研究得到了基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”，国家自然科学基金面上项目，中国科学院战略先导项目，国家重点研发项目和国家社会科学基金重大项目等项目的联合支持。
论文链接： https://doi.org/10.1038/s41467-023-40311-z
图1. 热河鸟标本(IVPP V14978)的线描、摄影和CL扫描
图2. 从热河鸟消化道提取的植硅体与现代植硅体的比较
图3. 包括热河鸟和现存鸟类在内的三维下颌形状PCA图，重点与现存植食性鸟类对比
图4. 热河鸟的生态环境复原图
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