犁骨的三维几何形态分析揭示副鸟类头骨可动性的演化

放大字体  缩小字体 2019-09-11 19:04:13  阅读:5585 作者:责任编辑NO。杜一帆0322

鸟类是仅有留存下的恐龙后嗣,它们不只跨过了约6500万年前的白垩纪大灭绝,并且成功演化成了现在多样性最高的脊椎动物之一。

鸟类的成功演化与其种种有关飞翔的结构相关,也与其特别的头骨结构密不可分。从非鸟兽脚类恐龙到真实的鸟类,头骨发生了一系列改变,如面部缩短、脑颅扩展、眼眶周围骨骼退化,以及骨骼纤细化和彼此间关节退化消失。特别特别的是,现生鸟类首要是新腭类具有高度可动的头骨,表现在其上颌能够相关于脑颅进行灵敏地移动,而非鸟恐龙的头骨则不具有这样的可动性。

新腭类鸟类具有高度可动的头骨,上颌可更大极限地翻开

图源:网络

自19世纪鸟类的头骨可动性被发现以来,研讨者们便对其相关的机制、演化、分异和功用大加重视。鸟类头骨可动性或许具有以下功用:扩展口裂的规模,加速喙部闭合翻开的速度,进步头骨吸收冲击力的才能,进步取食的准确性。这一特性首要经过相对灵敏的颧弓、方骨和腭区骨骼一起完成:方骨向前后方向移动时将推力传递给可动的颧弓和腭区骨骼,然后完成部分上颌相关于脑颅的上抬。腭区的翼骨-腭骨-犁骨体系能够从头骨后部向前部传递推力,因此在头骨可动性的完成中具有重要作用。因为前期鸟类很少保存有腭区骨骼,关于鸟类头骨可动性的来源及前期演化此前均知之甚少。

NEW RESEARCH

近来,中科院古脊椎所周忠和研讨团队与澳大利亚新英格兰大学胡晗研讨团队在PNAS上宣布了一项题为《Evolution of the vomer and its implications for cranial kinesis in Paraves》的研讨成果。他们对会鸟(Sapeornis)和我国猎龙(Sinovenator)的头骨进行了高精度CT扫描,并对腭区重要组成部分——犁骨进行了三维重建,供给了关于前期副鸟类腭区的重要形状学信息。

会鸟IVPP V19058的头骨相片及线图;会鸟头骨旁边面及腭面复原图;会鸟和我国猎龙的犁骨三维重建图

供图:胡晗

研讨人员一起对现生鸟类的腭区进行了全面的形状学研讨,并抽取现生鸟类各大支系代表的头骨进行了高精度CT扫描和犁骨的三维重建,加上两件前期副鸟类新的犁骨模型一起进行了三维几许形状剖析。

副鸟类腭区演化图

供图:胡晗

剖析成果显现现生鸟类中的古腭类沿用了非鸟恐龙及前期鸟类的原始犁骨形状,而新腭类则进行了更多的改造。古腭类的头骨可动才能极端低,多样性程度也极低。因为犁骨的形状关于腭区骨骼的灵敏性具有巨大的影响,以会鸟为代表的基干鸟类和古腭类的相似性显现前期鸟类或许头骨可动性相同很低,这一点也为新发现的会鸟外翼骨所证明。

依据现在仅有的依据,研讨人员开始估测高明的头骨可动性或许伴随着古腭类和新腭类的分解,仅在新腭类中演化呈现。这一特性或许赋予了新腭类取食战略上的优势和可塑性,使得它们在和古腭类一起面临大灭绝后的空白生态位时,终究锋芒毕露。

犁骨三维形状的主成分剖析成果图

供图:胡晗

作者:胡晗

修改:沈韦

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