点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:王敏:破译鸟类起源密码
首页> 科普频道> 科学之子 > 正文

王敏:破译鸟类起源密码

来源:科技日报2021-01-25 09:20

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  王敏在办公室受访者供图

  研究的乐趣就在于,今天我们认为是对的东西,明天可能就会被完全颠覆。目前,我们对鸟类起源与演化的认识还不完整,因此需要找更多的化石证据,不断改进研究方法。

  王敏

  中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员

  黑色方框眼镜,深蓝色上衣搭配牛仔裤、球鞋,眼前的年轻人,和《生活大爆炸》里的宅男科学家莱纳德有几分神似。他就是中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员王敏,前不久其荣获第十六届中国青年科技奖。

  “在别人眼里,我可能比较无趣,周六日更愿意‘宅’在家里追剧或者看球赛,而不愿出去爬山郊游、亲近自然。”王敏笑着说。

  可不爱旅游的王敏,几乎每年都会去进行野外调查。无意山水的他,对石头却情有独钟。不过他寻找的可不是普通的石头,而是鸟类化石。

  借助一块块看似平淡无奇的石头,他和所在团队破译了一道道鸟类起源和早期演化的密码,不断刷新和丰富着人们对鸟类起源和演化的认知。

  改写今鸟型类起源时间

  高考时,王敏的第一志愿是生物工程,结果误打误撞进入了古生物学与地层学专业。

  虽都有生物二字,但两个专业差异很大。起初两年,铺天盖地的地质学知识,让王敏感到十分枯燥。

  一次野外实习,改变了王敏对专业的看法。“当书本上学到的知识,在现场一一得到验证,你才会真正地接受它,并且想了解更多。”王敏说。

  从古生物学与地层学到古脊椎动物研究,再到鸟类起源与演化研究,王敏的科研视角逐步走向深入,也渐渐发自内心地爱上了自己的专业。

  在王敏看来,他的工作就像探案一样,面对眼前的生物化石,需要去回答它生前是如何运动的、体重多少、兄弟姐妹是谁、死亡时的年龄等等。“虽然化石不会说话,但你可以提出一个个大胆的假设,再一步步去验证。”王敏说。

  在“破案”的过程中,不时会出现一些惊喜。2015年,王敏所在团队与其他机构合作,发现了世界上迄今最古老的今鸟型类化石,将其命名为弥曼始今鸟。相关论文发表在《自然·通讯》上,王敏是论文的第一兼通讯作者。这项研究工作当时被《科学》的评述文章评价为“近10年来有关鸟类早期演化研究中最重要的发现”。

  “此前,世界上最古老的今鸟型类化石发现于热河生物群的义县组,距今约1.25亿年。而我们研究的新标本发现于河北丰宁四岔口盆地的花吉营组。”王敏介绍,同位素测年表明花吉营组含鸟化石层距今约1.3亿年,因此,新标本代表了今鸟型类已知最古老的化石记录,将今鸟型类的起源时间向史前推进了至少5百万年。

  中生代鸟类主要包括今鸟型类、反鸟类和一些更基干的鸟类。今鸟型类是早白垩世最为进步的一个类群,现生鸟类就是从中演化而来的。

  王敏对中生代鸟类的系统发育进行了大量分析。结果表明,相比于时代更晚的其他红山鸟类,弥曼始今鸟在系统树上更为进步。弥曼始今鸟较进步的系统位置和较早的出现时间,显示出地层与谱系关系的不一致性,表明今鸟型类起源的时间较已有的认识更早。同时,也将除始祖鸟外的其他原始鸟类支系的起源和分异时间向前推进到晚侏罗世——早白垩世。

  发现最古老的鸟类食团

  不仅关注鸟类的起源,早期鸟类吃什么、怎么吃,也是王敏关注的重点。

  在鸟类漫长的演化历史中,它们失去了牙齿和厚重的上、下颌,取而代之的是轻质的角质喙,同时还演化出了特别的消化系统,使他们能将食物“囫囵”吞入,而不经过咀嚼。

  “对于骨骼、毛发等难以消化的东西,鸟类会以食团的方式将其从口中吐出,而并非像其他脊椎动物那样,将其随着粪便排出体外。”王敏介绍。

  鸟类的胃分化为腺胃和肌胃,腺胃能够分泌消化液对食物进行软化,而肌胃则主要对食物进行机械的研磨。鸟类的肌胃和小肠之间的幽门狭小,且小肠壁薄,因此骨头等难以消化的东西难以通过幽门,而残留在肌胃里。

  随着肌胃的收缩,被压扁的食团再通过消化道的逆蠕动作用,由肌胃向前运移,依次通过腺胃、食道,最终从嘴巴吐出。这样的消化过程不仅能够使鸟类快速将食物吞入体内,减小被捕食的机率,同时能将难以消化的东西迅速排出体外,减轻体重。

  在研究一件发现于辽西早白垩世的九佛堂组反鸟类标本时,王敏发现其肱骨下方有一纺锤形的团聚物,其含有狼鳍鱼的骨骼碎片。将其与现生鸟类、鳄鱼的消化系统进行对比后,王敏认为该团聚物为鸟类的食团。

  “这件标本距今约1.2亿年,这是迄今最古老的有关鸟类食团的化石记录。”王敏介绍。

  提出早期鸟类尾骨与尾羽独立演化假说

  在恐龙向鸟类的演化过程中,尾骨的变化最为显著。不同于恐龙所具有的长尾骨,现生鸟类的尾骨显著缩短,特别是最后几枚尾椎愈合成一个尾综骨。

  现生鸟类的尾综骨在侧视时呈犁状,其表面附有肌肉和纤维脂肪,因而能够控制扇状尾羽的展开和闭合,这是现实飞行的重要条件。此前,这样的犁状尾综骨仅出现在今鸟型类,而扇状尾羽也多发现于今鸟型类中;相反,在反鸟类和其他更为原始的鸟类中,尾综骨形态结构单一而呈长杆状,扇状尾羽也很少在这些鸟类中出现。

  因此,研究者此前普遍认为犁状尾综骨和扇状尾羽是同步演化的。然而,王敏团队对一件发现于1.3亿年前的早白垩世反鸟类——多齿胫羽鸟化石的研究挑战了这一观点。

  研究人员发现,多齿胫羽鸟的尾综骨显著缩短,相对长度与今鸟型类相近。更为重要的是,多齿胫羽鸟的尾综骨末端向背侧弯曲,从而形成了和今鸟型类完全相同的犁状尾综骨。然而,多齿胫羽鸟并不具有扇状尾羽;相反的,它的尾羽都是非羽片状的,表明今鸟型类的尾综骨通过平行演化的方式至少在多齿胫羽鸟这类反鸟类中已经演化出来了。这意味着,“犁状尾综骨——扇状尾羽的协同演化”假说需要被重新考虑。

  结合发育生物学知识,再综合利用新研究方法,王敏团队提出尾综骨和尾羽在鸟类早期演化中独立演化的假说,挑战了长期占主导的学术观点。这项成果被中国古生物学会评为2017年度中国古生物学十大进展。

  “研究的乐趣就在于,今天我们认为是对的东西,明天可能就会被完全颠覆。目前,我们对鸟类起源与演化的认识还不完整,因此,需要找到更多的化石证据,不断改进研究方法,听取更多的意见,才能让我们的认知日渐完善起来。”王敏说。

  在探索鸟类起源与早期演化的道路上,王敏还将走得更远。(唐 婷)

[ 责编:宋雅娟 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平主持中俄蒙元首第七次会晤

  • 习近平会见蒙古国总统呼日勒苏赫

独家策划

推荐阅读
点击羽绒服胸前的按钮,2秒即可速热,实现四档温度调节……1日,在哈尔滨举行的第七届中国国际新材料产业博览会现场,一款造型时尚的智能温控羽绒服吸引不少观展者驻足围观。
2025-09-02 10:23
当地时间9月1日,世界知识产权组织发布最新报告显示,今年的全球创新指数(GII)集群研究将风险资本交易活动作为一项新指标。全球创新指数集群排行榜于2017年创设,通过三项核心指标,识别世界级创新活动在当地的集中程度。
2025-09-02 10:21
强制性国家标准《电动自行车安全技术规范》昨起实施。为保障新国标在本市顺利推行,近日,市市场监管局组织召开在京销售电动自行车生产经营企业约谈指导会。为保障新国标平稳落地实施,本市市场监管部门将强化监督抽检,保障本市电动自行车产品质量安全。
2025-09-02 10:18
会空翻、格斗,能叠衣、调饮,善聊天、“思考”……前不久举行的2025世界机器人大会上,各类机器人本领“进化”、各显神通,展现了人工智能的巨大潜力。如今,从旅游出行的智能助手,到工厂培训的“最强大脑”,再到装备升级的有力支撑,人工智能扮演着越来越重要的角色。
2025-09-02 10:15
零碳园区的建设,对于推动我国经济社会发展全面绿色转型具有重要意义。节能降碳,光靠“外套保温”不够,在园区地上、地下,还有“血液循环”系统来“保持恒温”。
2025-09-02 10:15
在这条新的赛道上,中国青年正在奋力奔跑。
2025-09-02 09:59
记者近日从国家发展改革委获悉,围绕《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》(以下简称《意见》),相关部门将制定出台一系列配套文件。具体来看,一方面将围绕《意见》提出的6大行动若干重点行业领域,分别制定“人工智能+”具体实施方案,进一步细化各行业目标任务、重点方向和工作举措。
2025-09-01 09:56
8月26日,国务院印发《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》。大力发展智能农机、农业无人机、农业机器人等智能装备,提高农业生产和加工工具的智能感知、决策、控制、作业等能力,强化农机农具平台化、智能化管理。
2025-09-01 09:55
生产车间里,抽气泵凹槽上蒸汽弥漫,极细的金属导体经过氯化液处理,三次涂漆后,再附上绝缘漆膜,最终制成直径仅0.012毫米的成品电磁线。 银西产业园甘肃康视达隐形眼镜有限公司的厂房内,智能化生产线高效运转,无人搬运车有序穿梭,整个流程高度自动化。
2025-09-01 09:53
江南大学是一所以轻工特色见长的“双一流”建设高校,发酵工程学科凭借深厚的学科积淀和前瞻性布局,成功跻身国家“A+”学科行列。学校与发酵行业龙头企业共建16个联合研究中心,聘请16名教授级高工和国家级科创人才担任工程技术导师,推动研究生深入产业一线。
2025-09-01 09:52
在山东省大学生创新大赛(2025)暨中国国际大学生创新大赛(2025)山东赛区比赛中,哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院参赛队共荣获10项金奖、1项银奖。 山东省特种焊接技术重点实验室是山东省焊接领域唯一的重点实验室,突出在特种环境、特种材料以及特种结构方面的焊接技术及装备制造研究。
2025-09-01 09:51
当前,全球科技革命与产业变革加速演进,人工智能(AI)正从“辅助工具”跃升为驱动社会变革的核心引擎。
2025-08-29 09:40
中国科幻完成了从文学、影视到互动娱乐的全产业链突破,步入业态融合与创新驱动的关键阶段。科幻阅读作为科幻产业链上游的基础产业,需率先探索高质量发展路径。
2025-08-29 09:38
作为太阳系中目前已知唯一拥有生命的天体,地球宜居性的形成与演化是地球系统科学研究的核心议题。
2025-08-29 09:35
国家气候中心统计数据显示,截至8月28日,华北雨季已持续55天,较常年雨季长度(30天)明显偏长。截至8月25日,华北雨季监测区累计雨量较雨季常年值偏多131%。
2025-08-29 09:18
8月29日是七夕节,在古代神话中,牛郎和织女因为被天上的银河隔开,只有在每年农历的七月初七才能通过鹊桥相会。那么,银河到底有多宽?
2025-08-29 09:17
浙江大学物理学院王浩华团队、杭州国际科创中心郭秋江超导量子计算团队联合清华大学邓东灵团队,在百比特超导量子芯片上观测到,“预热化”机制能有效抵御热激发扰动,使有限温度下的拓扑边缘态展现出了足够的稳定性,为保护脆弱的量子信息提供了新可能。
2025-08-28 09:47
6G时代,无论在城市楼群还是偏远山区,都需要数据的高速传输和快速接入,但基于纯电子技术的传统无线设备带宽受限、频段单一,难以动态调度频谱资源。
2025-08-28 09:47
8月26日,《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》发布。为何要出台这份文件?这份文件重点说了些什么?记者采访了国家发展改革委参与文件起草的专家。
2025-08-28 09:45
从“人工智能+”发展进展来看,朱克力认为,在政策层面,形成了举国体制,算力基础设施、数据供给、人才体系等基础支撑全面强化。
2025-08-28 09:37
加载更多