鳥類從侏羅紀起源至今 鳥類演化研究有何意義？

由侏羅紀恐龍起源的鳥類，其生物多樣性演化歷經了怎樣的過程?一直是學界熱點研究方向，長期以來備受關注。

中國科學家最新完成的一項研究揭示，鳥類從侏羅紀起源至今，出現過三次大規模凈成種速率的增加，鳥類生物多樣性演化主要受氣候變化的影響，也受到白堊紀末大滅絕事件的影響。

記者23日從中國科學院古脊椎動物與古人類研究所(中科院古脊椎所)獲悉，該所博士生余逸倫、張馳副研究員和徐星研究員共同完成的這項鳥類生物多樣性大尺度演化成果論文，已獲最新一期國際知名學術期刊《美國科學院院刊》(PNAS)在線發表。

有過哪三次大規模增加？

論文通訊作者徐星介紹說，凈成種速率是指成種速率減去滅絕速率。本次研究結果表明，在鳥類的演化歷史中凈成種速率有過三次大規模的增加：

第一次增加位于1.65億至1.35億年前之間，并伴隨著與運動功能有關的解剖學模塊加速演化，形態分異度擴大以及相對于非鳥類恐龍類群的形態空間偏移，暗示基干鳥類發生過一次適應輻射，并占據與祖先類群不同的生態位。

第二次增加位于9000萬至5500萬年前之間，并在7000萬至6500萬年前之間存在一次大幅度的下降以及后續的快速反彈。這一時段早期冠群鳥類頭骨形態演化速率增加，暗示這次輻射與第一次的驅動力不同，有可能是由于食性以及取食行為的多樣化導致。

第三次增加起始于約4500萬至4000萬年前，由于形態演化速率分析中使用的冠群鳥類較少，最新研究未能夠為這次輻射提供形態學方面的證據。盡管如此，這次輻射依然得到分子系統學以及部分化石證據的支持。

其中，前兩次大規模凈成種速率增加，分別對應了鳥類運動系統和取食系統形態的加速演化。

氣候變化有什么影響？

中科院古脊椎所研究團隊指出，鳥類生物多樣性演化研究，雖然從功能形態學和生態學的角度，早期干群鳥類和早期冠群鳥類的輻射是由不同的因素驅動的，但是鳥類的凈成種速率變化趨勢整體與自侏羅紀以來的全球溫度變化趨勢呈現負相關。

之前的研究認為，由氣候變化驅動的棲息地碎片化所導致的異域物種形成，是控制冠群鳥類多樣性變化的關鍵因素。最新完成的研究顯示，干群鳥類的多樣性變化可能也由相同的因素控制。

同時，本次研究還顯示，除了氣候變化，白堊紀末大滅絕事件也對鳥類多樣性演化造成影響，不過，白堊紀末大滅絕事件對干群鳥類和同時期的飛行動物翼龍類的影響顯著大于冠群鳥類的影響，這導致干群鳥類和翼龍完全滅絕，釋放出的大量生態位則為冠群鳥類在新生代初期的大輻射創造了條件。

最新研究是如何開展的？

論文第一作者余逸倫說，這一鳥類多樣性演化項目源于他參加的中科院古脊椎所2019年大學生科創計劃。最新研究通過整合現代鳥類分子系統樹和滅絕鳥類與虛骨龍類恐龍的系統發育和形態數據，在同一框架下探討冠群鳥類和干群鳥類的生物多樣性演化。

研究團隊通過構建三棵包含102個化石物種和約200種現生鳥類的超樹，使用化石生滅模型計算鳥類從起源至今凈成種速率隨時間的變化;使用包含非鳥虛骨龍類，干群鳥類和冠群鳥類的形態學矩陣以及分模塊的寬松形態鐘模型計算不同解剖學模塊演化速率在系統發育樹上的變化;使用形態分異度分析和形態空間重疊程度分析對比干群鳥類和非鳥恐龍的形態差異性。

論文共同通訊作者張馳曾主導開發出整合分子和化石形態數據的貝葉斯葉端定年方法，該方法在這次研究中用于干群鳥類系統樹構建和定年、計算形態特征演化速率、以及基于超樹計算凈成種速率，是本次研究的核心方法。

鳥類演化研究有何意義？

最新完成的這項鳥類生物多樣性演化研究，也是中國國家自然科學基金委首批基礎中心項目“克拉通破壞與陸地生物演化”項目的一部分。由中科院院士周忠和、朱日祥主持的“克拉通破壞與陸地生物演化”項目，旨在探討地球深部過程、地表環境和生物演化之間的關系。

徐星表示，探討華北克拉通破壞和著名的燕遼生物群與熱河生物群演化之間的關系需要區分全球和區域信號，這項新研究從鳥類生物多樣性演化的角度探討了生物演化和環境的關系，顯示始于鳥類第一次大輻射的起始時間和燕遼生物群大致同期，暗示鳥類的起源和輻射與這一時期的重要地質事件相關。(記者 孫自法)

關鍵詞： 鳥類 侏羅紀