郑晓廷教授在《National Science Review》发表新研究成果
发布时间: 2017-03-28

    2017224日,地质与古生物研究所郑晓廷教授与中科院古脊椎动物与古人类研究所、南京地质古生物研究所的研究团队合作完成的一篇题为“一件新始孔子鸟标本上保存的软组织结构以及其生物学意义”(Exceptional preservation of soft tissue in a new specimen of Eoconfuciusornis and its biological implications)的论文在线刊登在《国家科学评论》(National Science Review)上。

    新化石标本发现于早白垩世热河生物群,属于始孔子鸟属。始孔子鸟属是孔子鸟目(Confuciusornithiformes)最古老和最原始的成员,而孔子鸟类则是最古老的具有角质喙的鸟类。虽然已发现的孔子鸟属标本有数千件,但是本研究所报道的仅是第二件始孔子鸟化石。始孔子鸟属仅发现于距今约1.3亿年的花吉营组,花吉营组保存了除始祖鸟外最古老的鸟类,同时也是热河生物群演化的最初阶段,发现于该层位的鸟类化石非常稀少。

    新报道的始孔子鸟收藏于山东天宇自然博物馆,该标本保存了许多软组织结构的痕迹,包括卵巢,表明其为雌性个体。这一卵巢保存了正在发育且大小不一的卵黄,这与现生鸟类相似,说明孔子鸟类与现生鸟类相似演化出了复杂的能量模式,以适应在早期生长和繁殖期时的高水平代谢的需要。与之相反,在其它的原始鸟类,包括较为进步的反鸟类,和非鸟类恐龙中,卵黄的大小差异微小,有可能表明它们的代谢水平较低。

    新化石保存的皮肤印痕说明始孔子鸟的翼具有翼膜的辅助。现生鸟类具有大量的翼膜,因此始孔子鸟的发现将为讨论翼膜的出现提供大量信息。始孔子鸟不发育小翼指翼膜(连接小翼指和手部的其它骨骼),但却具有前翼膜(连接肩部和腕部)和后翼膜(连接尺骨和手部),证明了前翼膜和后翼膜出现的时间早于小翼指翼膜。更为重要的是,新的始孔子鸟化石好保存了翼膜的内部结构,显示了与现生鸟类相同的胶原连接构造,这样的结构有利于抬升力的产生,从而辅助飞羽在飞行中的作用。

    新的始孔子鸟化石还保存了羽毛颜色斑点,有可能代表了鸟类最早的性双型羽毛。新标本有可能表明始孔子鸟的雌性个体小于雄性个体,并且没有长尾羽,这与时代更晚的孔子鸟属相似。通过扫描电镜,研究者观察到了羽毛色素体,并据此对始孔子鸟的羽色进行了复原,认为始孔子鸟的翅膀具有黑色的斑点,身体的羽毛在颈部具有红色的条带。

  截至目前,没有其它热河生物群鸟类保存有如此多类型的软组织或印痕(羽毛、皮肤、胶原、卵巢),新标本中发现的这些结构为复原原始鸟类提供了最准确的信息。这些软组织结构提供了大量有关始孔子鸟的生物学特征,以及它的羽毛结构,性双型的存在,翼膜的发育,这些都有助于讨论原始鸟类的飞行能力的演化。

   《国家科学评论》(National Science ReviewNSR2014年影响因子达到8.0,在全球综合类期刊中紧随《美国科学院院刊》,位列第5名。该刊由中国科学院、中国科技出版传媒股份有限公司委托牛津大学出版社在全球出版。该刊旨在刊载中国及世界科学和技术领域的最新进展,报道范围涵盖数理科学、化学科学、生命科学、地球科学、材料科学和信息科学六大领域,其内容涵盖国际界关注的热点问题,包括国际合作研究项目、全球性的科学和技术发展问题及其对社会产生的广泛影响。


论文相关信息:XiaotingZheng, Jingmai K. O’Connor, Xiaoli Wang, Yanhong Pan, Yan Wang, Min Wang, Zhonghe Zhou; Exceptional preservation of soft tissue in a new specimen of Eoconfuciusornis and its biological implications. NatlSci Rev 2017 nwx004. doi: 10.1093/nsr/nwx004



始孔子鸟复原图(迈克尔·罗斯曼绘)



始孔子鸟照片(王孝理供图)