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性选择如何影响鸟类尾羽演化?这只1.2亿年前的鸟揭秘

性选择如何影响鸟类尾羽演化?这只1.2亿年前的鸟揭秘

2021年09月17日 11:25 来源:中国新闻网参与互动参与互动

视频:1.2亿年前的这只神鸟 揭秘性选择影响鸟类尾羽之谜来源:中国新闻网

  中新网北京9月17日电 (记者 孙自法)尾羽是鸟类飞行系统的重要一环,其形态既受自然选择(空气动力学)的影响,也受吸引异性的性选择作用。性选择如何影响鸟类尾羽演化?一直备受学界关注。

雅尾鹓鶵复原图(章浩臻绘制)。 中科院古脊椎所 供图
雅尾鹓鶵复原图(章浩臻绘制)。 中科院古脊椎所 供图

  科学家通过最新发现并命名1.2亿年前早白垩世反鸟类鹏鸟科的新属种“雅尾鹓鶵(yuān chú)”(鹓鶵亦称鹓雏,是中国神话传说中的神鸟。《庄子·秋水篇》:“南方有鸟,其名鹓雏”),研究揭示出性选择和自然选择的动态相互作用对鸟类早期演化的影响。

早白垩世反鸟类雅尾鹓鶵化石正型标本。 王敏 供图
早白垩世反鸟类雅尾鹓鶵化石正型标本。 王敏 供图

  两种特殊尾羽形态首次聚合

  由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏研究员、周忠和院士主导,并联合美国菲尔德自然史博物馆、南京大学、临沂大学、天宇自然博物馆等共同完成的这项有关鸟类尾羽演化的研究成果论文,北京时间9月16日夜间在国际专业学术期刊《当代生物学》上线发表。

  刚刚获得科学探索奖的青年科学家王敏是论文第一作者和通讯作者,他介绍说,反鸟类是鸟类演化中最早发生全球性辐射分异的类群,在进化树上与今鸟型类(所有现代鸟类都是从中演化而来)构成姐妹群。不断发现的化石为追溯这一姐妹群近6500万年的共同演化历程中的生态-形态多样性变化成为可能。

  雅尾鹓鶵化石产自辽宁下白垩统的九佛堂组地层,属于一类具有针型尾的中生代反鸟类,其尾羽由四对羽片状羽毛构成扇形,位于中间的一对尾羽显著加长,甚至超过体长的1.3倍,它上面的羽轴异常宽,与两侧的短尾羽构成一种从未在恐龙亦或中生代鸟类中见到的、但与太阳鸟等一些现代鸟类非常相似的针型尾结构。此次研究发现,雅尾鹓鶵将“末端羽化的羽轴主导型羽毛”和完全羽片化这两种特殊的尾羽形态首次聚合在一起。

  或是“障碍原理”作用结果

  许多雄鸟长有色彩绚丽、形态繁杂的尾羽,显然不利于飞行,但却有利于吸引异性,达尔文据此提出“性选择”的概念。王敏指出,当羽毛的长度超过尾羽构成的扇面的最大宽度所在界线时,超出的羽毛都会降低飞行的效率,这样的羽毛往往都是性选择的结果。

  他说,相较于“末端羽化的羽轴主导型羽毛”,雅尾鹓鶵身上那对完全羽片化的长尾羽无论是在生长还是日常维持上,显然对个体本身的生存更加不利,而这样一种从自然选择角度来看越是不利的装饰性特征,多数情况下越是反映出持有者相对更好的竞争力(获取食物、筑巢、抚育后代等),这种性选择机制被称为“障碍原理”,雅尾鹓鶵尾羽的结构很有可能是“障碍原理”作用的结果。

雅尾鹓鶵尾羽形态、色素体、和后肢羽毛。 王敏 供图
雅尾鹓鶵尾羽形态、色素体、和后肢羽毛。 王敏 供图

  交互作用共同影响鸟类演化

  王敏表示,不同于反鸟类,中生代的今鸟型类都具有扇状尾羽,但却很少具有装饰性尾羽结构。研究团队通过统计所有发现的反鸟类和今鸟型类,发现受性选择作用出现的长尾羽在反鸟类中较为常见,并由此提出尾羽形态在这两个姐妹群中的截然不同,是二者不同生态习性的结果:

  反鸟类以树栖为主,需要通过形态夸张的尾羽绕过灌木的遮挡,才能吸引异性;早期的今鸟型类栖息在开阔的湖边,复杂的尾羽形态容易被捕食者发现,所以适应空气动力学的扇状尾羽在自然选择作用下分布更广,这些今鸟型类可能通过鸣叫、筑巢或其他方式吸引异性。

  “不断发现的化石进一步显示,性选择、自然选择、生态机会等交互作用,共同对鸟类演化产生影响。”王敏说。(完)

【编辑:李骏】
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