这些古代鸟类的菜单上是否有岩石？

如果回到 1.2 亿年前，我们头顶上飞过的大多数鸟类都属于现已灭绝的反鸟类。这些生物看起来很像今天喂食器上的访客，但它们露出牙齿，翅膀尖端有爪子。然而，它们的饮食仍然有点令人费解。

作为白垩纪早期数量最多、种类最多的群体，这些古老的鸟类占过去一个世纪在中国西北部发现的羽毛化石的近 75%。但尽管有这么多证据，由于胃内容物保存得不太好，分析起来却很困难。本月发表在《地球科学前沿》上的一篇论文揭示了反鸟类的进食习惯，并为研究化石软组织提供了一条前进的道路。

这项新研究的重点是在中国热河生物群中发现的一只鸟类体内的石英晶体。早在 2015 年，中国科学院古脊椎动物与古人类研究所 (IVPP) 的一名研究人员就得出结论，一只郭氏渤海鸟化石故意吞下两块岩石，以帮助其在肠道中磨碎食物。但与其他热河化石的进一步比较表明，这些岩石看起来与通常用于加工食物的岩石不太相似。

在许多情况下，在化石的胃中发现保存完好的岩石表明，该生物会使用小石头来帮助消化种子和昆虫等较硬的食物。这些特殊的石头被称为胃石，会滞留在消化道的一部分，称为胃磨。包括鱼类和爬行动物在内的多种动物仍然表现出这种行为。同样，研究现代和古代鸟类的研究人员也发现了“rangle”的证据，即进食后吞食鹅卵石以清除消化系统中的粘液和其他碎屑。

鉴于先前的研究结果，这篇最新论文的主要作者、IVPP 前研究生刘淑敏决定分析一下渤海鸟化石中胃石的成分。刘淑敏通过地面切片法检查了这些样本，这需要将晶体打磨得足够薄，以便在显微镜下观察细节。她还使用了扫描电子显微镜，这是一种用电子束扫描样本表面的技术，可以生成样本的放大图像。最后，她通过能量色散显微镜确定了岩石的化学成分，这种技术可以激发样本分子中的电子，从而发出信号。

通过这种方式，刘得以绘制出这些石头的剖面图，几乎在各个方面都将它们与保存完好的胃石区分开来。“它们是一种叫做玉髓的矿物，基本上是生长在沉积岩中的石英，”芝加哥菲尔德自然历史博物馆爬行动物化石副馆长、这项研究的共同作者之一 Jingmai O'Connor 说道。“而且，痕迹非常细，所以这确实证明这是在化石形成过程中发生的事情。”被活体动物吞食的岩石即使随着时间的推移受到压力也会保持其圆形。但Bohaiornis guoi中玉髓的最大部分是扁平的，因此更有可能是在鸟类死后堆积在鸟类骨骼中。

也可能这些晶体是从化石本身形成的。“碳很可能是鸟类[软组织]中的原始碳，”奥康纳说，“但需要进一步分析来验证这一点。”

了解古代生物的饮食很重要，因为消化系统可以提供生物体在生时身体能力的线索。奥康纳说，这种关系在鸟类中尤其有趣，因为它为研究人员提供了一种追踪现代羽毛物种独特结构发展的方法。

“鸟类的消化系统经过了很大程度的改造，因为动力飞行是最耗费体力的运动形式，所以它们必须达到非常高的热量需求才能支持这种运动，”她解释道。“与所有其他羊膜动物相比，它们的消化系统已经在许多方面进行了改造。”

在奥康纳看来，与其他已灭绝种群的化石相比，只有极少数反鸟化石含有被吞食的残骸，这很奇怪。但在她协助领导的这项研究之后，还有其他紧迫的问题需要解决。

例如，圣地亚哥自然历史博物馆脊椎动物古生物学博士后研究员阿什利·普斯特 (Ashley Poust) 对玉髓的起源很感兴趣。“你去那里的目的是通过实验来评估一些东西，但在推翻这一结论的过程中，你发现了一种新现象——这种原地矿化的可能性，”他说。“这真的很酷。”

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Poust 和 O'Connor 都希望Bohaiornis标本上使用的化学技术能够更广泛地用于化石分析。“在古生物学中，有时肉眼无法获得信息和数据，”Poust 说。“他们结合观察和涉及一些破坏性取样的实验方法来处理这个问题，这一事实令人兴奋。”

“我们认为，当你发现非常不寻常的痕迹时，这就是你需要做的，”奥康纳说。“我们应该从尽可能多的不同角度来处理这些不寻常的痕迹。”

对于她的团队来说，这可能意味着进一步挖掘反鸟类进食习惯的奥秘。虽然西班牙的一个标本发现了淡水无脊椎动物的踪迹，但热河生物群化石却没有那么多线索。“最重要的是，我们没有任何证据表明这个群体的饮食，这真的很奇怪，”奥康纳说。“这整个多样化的进化枝都在吃没有留下痕迹的软东西，这似乎不太可能。”

除此之外，化石的其他方面也保存得非常好。“它们太神奇了，全身都是羽毛，有时甚至更多，就像身体的所有组织一样，”奥康纳说。“它们看起来像被车撞死的动物。这真是太不可思议了。”