中生代記錄了鳥類如何從恐龍演化出來，并演化出獨有的體型特征的過程，這一演化階段鳥類譜系的多樣性主要以反鳥類和今鳥型類構成的鳥胸類為主，而鳥胸類已經(jīng)演化出大量與現(xiàn)生鳥類相似的形態(tài)特征，與最原始的鳥類（始祖鳥）在形態(tài)上差異巨大。演化位置介于二者之間的非鳥胸類鳥類（以下簡稱基干鳥類）則為填補這一鴻溝提供了重要信息，然而，長期以來受限于化石的發(fā)現(xiàn)，科學家對基干鳥類早期分異的研究仍十分罕見。

近期，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究人員在1.2億年前的早白堊世熱河生物群，發(fā)現(xiàn)了一鳥類新屬種——朱氏克拉通鷙（Cratonavis zhui，復原圖見封底）。這一發(fā)現(xiàn)增加了基干鳥類物種和形態(tài)的多樣性。相關研究成果在線發(fā)表于《自然·生態(tài)與進化》雜志。

朱 氏 克 拉 通 鷙（Cratonavis zhui）正型標本（王敏、李志恒供圖）

肩胛骨在恐龍——鳥類演化時的演化軌跡（王敏供圖）

據(jù)介紹，朱氏克拉通鷙（Cratonavis zhui）被鑒定為熱河生物群（距今1.35～1.2億年）基干鳥類巾幗鳥科（Jinguofortisidae）的一新屬種，鷙，意指兇猛的鳥，取自屈原的《離騷》——“鷙鳥之不群兮，自前世而固然”；屬名克拉通，取自國家自然科學基金基礎科學中心項目“克拉通破壞與陸地生物演化”（這是探討生物演化和華北克拉通破壞內在聯(lián)系的大型學科交叉項目）；種名獻給朱日祥院士，其團隊在華北克拉通破壞的機理問題方面開展了大量重要研究。

據(jù)研究人員介紹，克拉通鷙與獸腳類恐龍在頭骨形態(tài)上相差無幾，特別是保留了原始主龍類雙顳孔的結構，即上、下顳孔獨立于眼眶且相互分離，翼骨具有膨大的方骨支，犁骨粗大。這些原始的特征都說明克拉通鷙并未演化出現(xiàn)生多數(shù)鳥類具有的頭骨可動性，即上頜獨立于腦顱和下頜發(fā)生運動。與之相對，克拉通鷙的頭后骨骼卻已經(jīng)具有大量鳥類的進步特征，例如骨化的胸骨，加長的前肢，縮短的尾骨，對握的腳爪等，體現(xiàn)出頭骨和身體的鑲嵌進化模式，頭骨特別是顳區(qū)和腭區(qū)在演化上比較保守。

研究中發(fā)現(xiàn)，克拉通鷙最為特殊的是具有異常長的肩胛骨和第一蹠骨（相當于腳掌最內側的骨骼）。研究人員通過比較分支系統(tǒng)學的方法，追溯了上述兩塊骨骼在恐龍—鳥類演化過程中的動態(tài)軌跡。肩胛骨是鳥類飛行結構的重要組成部分，其形態(tài)在不同飛行方式的鳥類中變化顯著。研究人員發(fā)現(xiàn)肩胛骨在獸腳類恐龍比在鳥類中更易發(fā)生長度的改變，其在克拉通鷙中的獨立加長有可能是適應飛行的一種嘗試，因為加長的肩胛骨能夠擴大控制向下扇動翅膀的肌肉的附著面積。

克拉通鷙的第一蹠骨的相對長度遠超過其他鳥類和多數(shù)恐龍。在恐龍-鳥類演化中，第一蹠骨顯示出縮短的趨勢，例如第一蹠骨在鳥類中的相對長度比例是遠小于原始的獸腳類恐龍，而鳥類第一蹠骨的比例在其分異伊始就已經(jīng)確立。第一蹠骨在克拉通鷙中的加長是獨立演化的結果。這一結論也可以從第一蹠骨的系統(tǒng)發(fā)育信號的變化中得到證實：其受系統(tǒng)發(fā)育關系影響的程度在獸腳類恐龍中較高，但是在接近副鳥類時降低。利用生態(tài)主軸分析，結合巨大的第一腳趾和彎曲的腳爪，研究人員提出第一蹠骨的異常增長有可能與克拉通鷙類似猛禽一樣的生態(tài)習性有關。

克拉通鷙獨特的肩胛骨和蹠骨顯示了在個體發(fā)育、自然選擇和生態(tài)功能機會的動態(tài)作用下，一些看似演化相對保守的骨骼“擺脫了限制”而發(fā)生演化變化的現(xiàn)象。