​鸟类近亲大部分具有接近进化出飞行动力的潜能 但只有少数能冲破门槛

鸟类近亲大部分具有接近进化出飞行动力的潜能 但只有少数能冲破门槛

鸟类近亲大部分具有接近进化出飞行动力的潜能 但只有少数能冲破门槛（图片：香港大学）

（报道）据香港大学：鸟类与近亲的演化历史一直不明确，使我们难以深入了解兽脚类恐龙的早期飞行能力，而这类恐龙中包括了鸟类。为了解开这个疑团，一个由港大地球科学系助理教授（研究）文嘉棋博士（地球及行星科学部古脊椎动物实验室）带领、并和其前博士后研究员裴睿博士（现为中国科学院古脊椎动物与古人类研究所副教授）共同发表的研究，更新了鸟类和近亲的演化树，重构了其驱动飞行潜能的演化过程，并发现这能力曾独立进化至少三次。 很多鸟类近亲的祖先具有和进化飞行动力接近的潜能，显示出它们在这之前曾广泛地进行拍翼实验。这个来自五个国家的十人研究团队，近日在权威学术期刊《现代生物学》（Current Biology） 发表这项研究。

裴博士表示：「我们的演化树支持了驰龙科（盗龙）和伤齿龙科兽脚类恐龙是鸟类最近亲的传统观念。 它也支持了具争议性的近鸟龙类兽脚类恐龙是最早的鸟类。 」利用这个新的演化树，研究团队通过运用现代鸟类飞行的知识，重构了似鸟兽脚类恐龙的飞行能力演化过程。 团队发现飞行潜能曾在兽脚类独立进化至少三次：一次在鸟类，两次在驰龙类。 文博士续说：「之前的研究显示，某些驰龙类有滑翔飞行的能力，而我们发现驰龙类中有至少两个驱动飞行潜能的起源，这令人非常兴奋。 」最关键的是团队发现很多鸟类近亲的祖先其实已经十分接近进化出驱动飞行潜能的门槛，「这显示兽脚类恐龙在进化出飞行能力前，曾广泛地试验羽翼的用途，推翻了认为只有某个群组曾进行此实验的观念。 」文博士补充。

此论文为古脊椎动物实验室对于早期鸟类和其近亲演化的最新研究。 提到未来的计划，文嘉棋博士表示：「我们研究了兽脚类在进化出飞行能力之前和初期的功能分布。 之后，我们计划针对研究拥有驱动飞行潜能的驰龙类和早期鸟类，了解它们如何和为甚么进行飞行。 」

论文已在《现代生物学》（Current Biology） 发表 ：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982220309994。

相关报道：小型兽脚类恐龙飞行潜力研究表明扑翼飞行或存在多次独立起源

（报道）据澎湃新闻（记者 吕新文）：长久以来，使用羽翼的扑翼飞行（flapping flight）被作为是鸟类最具标志性的特征的之一。尽管一些非鸟恐龙的化石表明其可能具有与鸟类相似飞行模式，但是扑翼飞行在鸟类及其近亲中的演化过程依然有待研究。

近日，《当代生物学》（Current Biology）杂志在线发表中国科学院古脊椎动物和古人类研究所徐星团队的最新研究成果。该成果使用暗示权重方法进行系统分析更新了虚骨龙类的系统发育树，并在此基础上通过定量手段分析显示扑翼飞行在近鸟类恐龙中可能有三次或以上的独立起源。

中生代小型兽脚类恐龙的演化历史存在多次演化趋同现象，造成了其系统发育分析结果存在一定的不确定性。作为探索演化问题的框架，系统发育的不确定性限制了对鸟类飞行起源等形态功能的演化历史的精确分析。本次研究在扩充虚骨龙类演化矩阵的基础上，在系统分析时对形态特征使用暗示权重方法，通过对不同的特征赋予权重以减弱演化趋同造成的分析结果不确定性。此次系统分析结果重新支持由驰龙科和伤齿龙科构成的单系的恐爪龙类，而近鸟龙类则处于鸟翼类基部，中国早白垩世热河生物群的驰龙类成员以及北美的西爪龙（Hesperonychus）被归入单系的小盗龙类。

基于新建的系统发育树，研究团队对带羽翼的早期鸟翼类及与其亲缘关系较近的近鸟类的动力扑翼飞行潜能进行了定量分析。研究中选取两项指标，即翼载荷（wing loading）和起飞动力（specific lift）对相关化石物种和祖先节点进行了数值估算和重建。分析结果表明大部分早期鸟翼类和部分非鸟恐龙（小盗龙Microraptor和胁空鸟龙Rahonavis）达到了现生可飞行鸟类的翼载荷和起飞动力的参考数值标准，即具有动力扑翼飞行的潜力。此外，部分小型非鸟恐龙的翼载荷达到现生可飞行鸟类的参考数值，但是起飞动力不足，而包括更大型兽脚类恐龙在内的其它类群两项指标均未达到现生可飞行鸟类标准。

该研究支持了兽脚类恐龙多次独立的扑翼飞行起源，在鸟翼类之外至少识别出两次可能的动力飞行起源事件（Microraptor和 Rahonavis），而一系列非鸟恐龙的翼载荷和起飞动力也已接近现生鸟类的参考数值标准。研究成果表明在鸟类最初成功起飞的同时，很多非鸟兽脚类恐龙很可能也已经在探索由两翼辅助的运动模式，并且其中的一些也成功地扇动翅膀，飞向天空，而这些飞行独立起源的具体细节和模式还有待进一步研究。

本研究由中国科学院古脊椎动物和古人类研究所与香港大学以及阿根廷、美国和英国的研究人员合作完成。