化石揭示了最早的鸟类以叶子为食的现象
对中国东北地区一具1.2亿年前已灭绝的早期鸟类热河鸟化石骨架进行的新型分析揭示了鸟类吃树叶的最古老证据,标志着鸟类中已知最早的树栖植物进化。
雉鸡大小的热河鸟是已知鸟类第二原始谱系的成员,与它的掠食性、长有羽毛的恐龙亲戚一样,有牙齿和长骨尾。然而,对这种树栖幼鸟胃中化石残留物的显微镜分析表明,热河鸟并不是捕食者。它吃的是一种叫做木兰科植物的开花植物的叶子,其中包括活的木兰树、肉桂树和鳄梨树。
该研究由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(IVPP)的研究人员及其合作者于7月28日发表在《自然通讯》上。
鸟类与开花植物(被子植物)之间的密切关系如今已司空见惯,包括鸟类为被子植物的花授粉、吃它们的果实以及传播它们的种子。然而,化石记录并没有提供太多关于这些密切的生态关系的进化起源的证据。
化石骨架的胃部区域存在用于在消化过程中研磨植物部分的砂囊石(胃石),这使得古生物学家可以确定一些早期鸟类的饮食中包含植物部分。最早的鸟类谱系以植物为食的更直接证据来自热河鸟的其他骨骼化石,其消化系统中保存有化石水果和种子。
“来自中国热河生物群的化石向我们表明,在鸟类进化的早期,它们就从捕食行为转变为利用翅膀飞向树木,这样它们就可以像今天的许多物种一样吃植物的果实、种子和叶子, ”该研究的通讯作者、IVPP的李志恒博士说。
为了更好地了解早期鸟类的饮食,这个国际科学家小组在鸟类骨骼内古代胃内容物的残留物中寻找植物的微观化石残留物,这是以前从未尝试过的方法。他们的目的是寻找植硅体,这是一种刚性的微观结构,由植物细胞内部和细胞之间产生的蛋白石二氧化硅(二氧化硅)制成。
研究人员对胃石周围的化石胃区域进行了采样,试图找到长期腐烂植物的植硅体遗迹。他们用酸和其他化学物质处理微小样本,去除几乎所有非植硅体后,回收了数百个植硅体。
“通过与4000多种现代植硅体的比较,我们可以发现,胃中可识别的植硅体化石大部分来自于木兰科植物的叶子。”该研究的第一作者、IVPP的吴岩博士说。鸟类骨骼化石周围的类似岩石样本根本没有产生植硅体残留物,这有助于确认回收的植硅体代表了鸟类饮食的一部分。
为了进一步支持这种早期鸟类吃叶子的假设,古生物学家还将这种鸟的下颌与饮食广泛的现存鸟类进行了比较。牛津大学的合著者胡瀚博士说:“对热河鸟下颌的三维形状进行更详细的统计分析表明,它与主要以植物为食的现存鸟类的形状相似,包括来自热带的活叶专家麝雉。南美洲的森林。”
开花植物是现存鸟类多样性的关键,因为许多植物利用花蜜和各种植物部分来促进其充满活力的飞行和快速生长,并且许多鲜艳的羽毛颜色来自于吃植物。
“正如我们从这种灭绝的、素食的、树上生活的鸟类中看到的那样,鸟类的进化与开花植物联系在一起已经有一亿多年了,水果、种子,甚至叶子都是鸟类菜单上的主菜。该研究的合著者、IVPP 的 Thomas Stidham 博士说:“鸟类仍然有牙齿和长而多骨的恐龙尾巴。”
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