【影响】科研成果

  2018年10月25日,由北京自然博物馆刘迪张玉光孟庆金与美洛杉矶自然历史博物馆Luis M. ChiappeFrancisco J. Serrano组成的联合研究团队在际学术刊物白垩纪研究Cretaceous Research上发表了最新研究成果,报道了两件距今约1.3亿年前的反鸟类化石里氏黎明鸟Orienantius ritteri。里氏黎明鸟的属名Orien源于拉丁语意为黎明代表了鸟类演化的开端,种名ritteri献给德物理学家紫外线的发明人约翰.里特Johann W. Ritter。里氏黎明鸟不仅保存了化石十分罕见的软组织结构,在骨骼形态上还展现出了与更进步的反鸟类所具有的许多相似特征,表明在反鸟类演化的早期阶段,这一支系已经出现了明显的分异性。因此,里氏黎明鸟的发现为认识鸟类的早期辐射演化和分异完整的功能解剖学和空气动力学提供了大量重要的信息。

  里氏黎明鸟发现于河北省丰宁县四岔口盆地早白垩世花吉营组的地层,代表了热河生物群时代最早的鸟类化石之一。里氏黎明鸟包含BMNHCPH1156AB正模标本和BMNHCPH1154AB归入标本,两件标本的骨骼和羽保存清晰完整。研人员通过紫外线照射方法在2件化石标本的前肢翅膀后肢腿部足部等多处发现了肉眼无法观察到的软组织印痕,如前翼膜后翼膜内侧翼膜大腿的肌肉组织以及足部的脚垫趾垫等。在BMNHCPH1156A的左翼上,还观察到了初级飞羽的羽根印痕。结缔组织的印痕也可见于BMNHCPH1156的踝关节和脚部。跗跖骨围的结缔组织显示,里氏黎明鸟足部基本没有肌肉,这和现代鸟类类似。我们在BMNHCPH1154标本的尾综骨围的软组织上没有观察到尾羽球茎,表明这一重要结构在某些反鸟类缺少发育。

  与此同时,为深入了解早期鸟类的空气动力学性能,我们采用多元统计方法对里氏黎明鸟的骨骼和飞羽进行了多变量统计分析,得到的结果表明里氏黎明鸟具有较低的展弦比Ar6.26.4和翅膀载荷WL0.230. gcm2,这两个数值是推断飞行性能的关键参数。里氏黎明鸟的翅膀具有低展弦比值既翅膀短而宽,在飞行这种类型的翅膀可以在尖端生较大的漩涡,从而提供额外的升力。较低的翅膀载荷表明,里氏黎明鸟在低速飞行时能够生显著的升力,因为在一定的速度和攻角下,翅膀面积更大的鸟类既较低的翅膀载荷生的升力要比那些翅膀面积的鸟类要大。里氏黎明鸟肱骨发育了较长的三角肌脊表明其翅膀拍打的频率较,不属于严格意义上的扑翼飞行鸟类。因此,我们推断里氏黎明鸟在飞行过程如现代雀形目鸟类一样,采用拍打翅膀和折叠翅膀滑翔前进flapping and gliding这2种期交替的飞行模式。与持续拍打翅膀相比,这种飞行策略能使里氏黎明鸟节省飞行成本,提高飞行效率。

  本研究得到了北京市科学技术研究百千万人才项目支持No.IG5N。

  原文链接

  黎明鸟正型标本BMNHCPH1156AB

  黎明鸟正型标本紫外线下照射

  黎明鸟归入标本及其紫外线照射BMNHCPH1154AB

  翅膀在紫外线的照射下显示的飞羽羽根

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