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我国热河生物群中发现一新的保存有软组织的反鸟类化石

发布时间:2018年11月01日  作者:刘迪,张玉光

20181025日,由北京自然博物馆刘迪、张玉光、孟庆金与美国洛杉矶自然历史博物馆Luis M. ChiappeFrancisco J. Serrano组成的联合研究团队在国际学术刊物《白垩纪研究》(Cretaceous Research)上发表了最新研究成果,报道了两件距今约1.3亿年前的反鸟类化石:里氏黎明鸟Orienantius ritteri。里氏黎明鸟的属名Orien源于拉丁语意为黎明、代表了鸟类演化的开端,种名ritteri献给德国物理学家--紫外线的发明人约翰.里特(Johann W. Ritter)。里氏黎明鸟不仅保存了化石中十分罕见的软组织结构,在骨骼形态上还展现出了与更进步的反鸟类所具有的许多相似特征,表明在反鸟类演化的早期阶段,这一支系已经出现了明显的分异性。因此,里氏黎明鸟的发现为认识鸟类的早期辐射演化和分异、完整的功能解剖学和空气动力学提供了大量重要的信息。

里氏黎明鸟发现于河北省丰宁县四岔口盆地早白垩世花吉营组的地层中,代表了热河生物群中时代最早的鸟类化石之一。里氏黎明鸟包含BMNHC-PH1156A/B(正模标本)和BMNHC-PH1154A/B(归入标本),两件标本的骨骼和羽毛保存清晰完整。研人员通过紫外线照射方法在2件化石标本的前肢翅膀、后肢腿部、足部等多处发现了肉眼无法观察到的软组织印痕,如前翼膜、后翼膜、内侧翼膜、大腿的肌肉组织以及足部的脚垫趾垫等。在BMNHC-PH1156A的左翼上,还观察到了初级飞羽的羽根印痕。结缔组织的印痕也可见于BMNHC-PH1156的踝关节和脚部。跗跖骨周围的结缔组织显示,里氏黎明鸟足部基本没有肌肉,这和现代鸟类类似。我们在BMNHC-PH1154标本的尾综骨周围的软组织上没有观察到尾羽球茎,表明这一重要结构在某些反鸟类中缺少发育

与此同时,为深入了解早期鸟类的空气动力学性能,我们采用多元统计方法对里氏黎明鸟的骨骼和飞羽进行了多变量统计分析,得到的结果表明里氏黎明鸟具有较低的展弦比(Ar=6.2-6.4)和翅膀载荷(WL=0.23-0.24425 g/cm2),这两个数值是推断飞行性能的关键参数。里氏黎明鸟的翅膀具有低展弦比值(既翅膀短而宽),在飞行中这种类型的翅膀可以在尖端产生较大的漩涡,从而提供额外的升力。较低的翅膀载荷表明,里氏黎明鸟在低速飞行时能够产生显著的升力,因为在一定的速度和攻角下,翅膀面积更大的鸟类(既较低的翅膀载荷)产生的升力要比那些翅膀面积小的鸟类要大。里氏黎明鸟肱骨发育了较长的三角肌脊表明其翅膀拍打的频率较小,不属于严格意义上的扑翼飞行鸟类。因此,我们推断里氏黎明鸟在飞行过程中如现代雀形目鸟类一样,采用拍打翅膀和折叠翅膀滑翔前进(flapping and gliding)这2种周期交替的飞行模式。与持续拍打翅膀相比,这种飞行策略能使里氏黎明鸟节省飞行成本,提高飞行效率。

本研究得到了北京市科学技术研究院百千万人才项目支持No.IG201705N

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0195667118301174


1黎明鸟正型标本BMNHC-PH1156ABx.jpg

黎明鸟正型标本BMNHC-PH1156AB

2黎明鸟正型标本紫外线下照射x.jpg

黎明鸟正型标本紫外线下照射

3黎明鸟归入标本及其紫外线照射BMNHC-PH1154ABx.jpg

黎明鸟归入标本及其紫外线照射BMNHC-PH1154AB

5翅膀在紫外线的照射下显示的飞羽羽根x.jpg

翅膀在紫外线的照射下显示的飞羽羽根


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