现代鸟类可能要感谢恐龙肺,它们的存在

现代鸟类可能要感谢恐龙肺,它们的存在

鸟类:它们和我们一样。只是它们的肺相对于身体尺寸来说很小(按这个标准,比我们的小得多),并且它们有一组气囊,总共九个,沿着身体两侧延伸。

中国发现的一块最新化石表明,鸟类在很早很早的时候就进化出了这些显著的特征之一——事实上,当时它们还是恐龙。来自中国和南非的一组研究人员刚刚发表了一项研究,详细介绍了他们认为化石中存在肺组织的情况。这是首次在鸟类恐龙化石中发现肺部的证据,这可能有助于解释为什么一群鸟类恐龙——鸟形龙(这块化石就是其中的一员)能够在恐龙灭绝的灭绝事件中幸存下来,并继续进化成现代鸟类。

中国科学院古生物学家 Jingmai O'Connor 在给《大众科学》的电子邮件中写道,这一发现“进一步证实了这一群体比其他白垩纪鸟类谱系进化程度更高的观点”。根据该论文,O'Connor 和她的团队在化石中观察到了一种“斑点状白色物质”,并通过使用扫描电子显微镜(一种特殊的显微镜),研究了这种物质及其在骨骼中的位置。他们认为这是肺的证据,肺是形态复杂性的一部分,可能使鸟形类的一个谱系能够在大灭绝中幸存下来并进化成鸟类。

据发表在《美国国家科学院院刊》上的论文称,现代鸟类拥有脊椎动物中“结构最复杂、功能最高效”的呼吸系统。肺部和气囊系统意味着鸟类每次呼吸能够吸入比我们哺乳动物更多的新鲜含氧空气,因为即使我们肺部充满空气,其中也含有氧气不足的“旧”空气。想象一下,鸟类是肺活量很大的优秀运动员——它们确实是,因为到处飞行需要大量能量,需要高新陈代谢。

但回到白垩纪,也就是恐龙时代的最后一个时期,当时还有许多其他种类的鸟类恐龙。卡内基梅隆大学脊椎动物古生物学助理馆长马修·拉曼纳说,当新论文中记录的古喙龙标本在下白垩纪还活着时,它可能与整群未能幸存的鸟类恐龙一起在富含化石的九佛堂组上空翱翔。

新发现的古喙龙标本,显示出保存完好的羽毛和肺组织。J. Zhang(北京古脊椎动物与古人类研究所)

拉曼纳表示,鸟形目究竟有何不同,这仍是一个谜,他没有参与这项研究。“为什么这个特殊的群体能够幸存下来是一个非常非常有趣的问题,”他说,“目前我们还没有一个很好的答案。”

这项新发现表明,血管效率可能是部分原因。当拉曼纳听说这一发现时,他说:“我当时就想,天哪,1.2 亿年前的鸟类肺部化石。这真的太酷了。”他说,化石化过程通常会破坏软组织——但并非总是如此,甚至可能不像以前想象的那么频繁。他说,目前博物馆和研究收藏中的一些化石甚至可能有保存软组织的证据,这可以帮助解释恐龙如何以骨骼无法解释的方式生活,他说。他认为,这篇新论文(昨天在脊椎动物古生物学会年会上发表)可能有助于推动策展人带着新问题重新审视他们现有的收藏。

“软组织保存方式正在改变古生物学领域,这一点非常重要,”奥康纳说。“它正在彻底改变我们解读骨骼遗骸的方式。”她说,在重建器官系统方面,古生物学家仅基于骨骼的想法“往往是错误的”。

由于缺乏软组织证据,古生物学家传统上根据化石骨骼和恐龙最近的现代后代——鳄鱼和鸟类——对器官做出猜测。但可能还有比该领域目前所知更多的软组织——不仅仅是在中国的新发现中。拉曼纳说,古生物学家偶尔会重新审视旧证据,并发现“这些结构一直都在那里”。

奥康纳写道:“如果我们不仔细观察,很可能就看不到它。”她还认为,如果古生物学家仔细观察,就会发现比以前认为的更多的软组织证据。

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