6600万年后,一坨恐龙粪化石正在改写进化史。
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古生物学能发现羽毛本身就十分罕见。在动物腹中发现羽毛,更是保存上的奇迹。
一种顶级掠食者吃下了一只鸟。6600万年后,它的粪化石正在改写进化史。
一项新研究显示,一块远古粪便中保存着恐龙时代迄今发现的最完好的三维羽毛。
这块高尔夫球大小的结核发现于蒙大拿州著名的地狱溪组,一直隐匿在眼前,直到微型CT扫描揭示出其中内容:雀鳝鳞片、鸟类腿骨和羽毛。这些羽毛属于一种黄昏鸟形类,这是一种古老的不会飞的鸟,像现代潜鸟一样潜入水中捕鱼。
“这是一根如此美丽、保存完好的羽毛,来自如此意想不到的来源,而且它可能帮助我们回答古生物学中的这个重大问题,这令人兴奋,”新论文第一作者、芝加哥菲尔德博物馆化石爬行动物副馆长邹晶梅(Jingmai O’Connor)说。
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进化线索
鸟类大约在1.5亿年前从始祖鸟开始,作为恐龙中一个特化的类群演化出来,并与其他恐龙共存了很长时间。6600万年前,一次大规模小行星撞击引发全球灭绝,几乎所有恐龙和早期鸟类谱系都灭绝了,只有一个小类群(今鸟类,Neornithes)幸存下来。
在这项新研究中,古代鸟类羽毛保存在动物粪便化石(粪化石)中,提供了新线索。
2016年,研究员小戴维·德马尔(David DeMar, Jr.)在蒙大拿州东北部发现了一块红棕色结核。他用放大镜观察时,发现了一根微小的羽毛化石。对于搜寻了150年的地狱溪组来说,这是一个罕见发现。后来在实验室中,科学家检测了其矿物成分,并进行了详细的CT扫描,从而看到了岩石内部隐藏的内容。
“尽管它的保存状况比我学位论文中研究的许多缅甸琥珀羽毛都要好,但这却是在一块岩石里——而且还是一块相当不起眼的岩石。我怀疑它可能是粪化石,但直到我们把它放进南加州大学医学院校区的微型CT扫描仪,这块粪化石中完整的羽毛结构才显现出来,”来自蒙大拿州埃卡拉卡市卡特县博物馆的合著者内特·卡罗尔(Nate Carroll)说。
“每处理一小时数据,就会在令人惊叹的三维图像中显现出另一根羽毛、另一片鳞片、另一块骨头。作为一个一直依赖遥远琥珀矿作为三维羽毛数据主要来源的人,意识到我家乡的粪化石竟能产出如此非凡的标本,这彻底改变了局面。”
分析显示,其羽毛具有今天水鸟中可见的水下适应特征。黄昏鸟形类是现代今鸟类的近亲,但构成一个独特的类群。它们也不同于反鸟类,后者是白垩纪最常见的鸟类。
鸟类的幸存
一些科学家认为,水生栖息地帮助某些鸟类在大灭绝中幸存。然而,黄昏鸟形类也生活在水边,却仍然灭绝了。奥康纳认为,羽毛差异解释了为什么今鸟类幸存下来。
研究人员发现,这些羽毛呈现出一种奇特的进化混合特征。它们部分适应了潜水,却保留了非鸟恐龙典型的原始、蓬松绒羽。
这些原始羽毛对严寒的保暖效果很差。今鸟类拥有更先进的羽毛,使它们在小行星撞击后的寒冬中保持更温暖。保暖能力差很可能导致黄昏鸟形类和反鸟类灭绝。
“黄昏鸟形类保留了原始类型的羽毛,其保暖效率可能不如现代羽状羽毛,这或许能解释为什么它们与反鸟类一同灭绝,”奥康纳指出。
这项研究发表在《当代生物学》期刊上。
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