揭秘古鳥食譜

原始熱河鳥復原圖

鳥類的先祖

——原始熱河鳥

早白堊世熱河生物群（距今1.35～1.20億年），以遼寧西部、河北北部和內蒙古東南部為核心分布區，是世界級的陸地特異埋藏化石寶庫（規模大、類型豐富）。這其中就包括鳥類的先祖——原始熱河鳥（以下簡稱“熱河鳥”）的化石。

熱河鳥喙部粗壯，但只有幾顆很小的牙齒。與今天的鳥類不同，它的尾巴像恐龍一樣，由20多節骨質尾椎組成。作為最早的鳥類譜系之一，對其食性的研究不僅可以全面了解鳥類生態多樣性的起源，而且有助于解開鳥類與開花植物間的共同進化之謎。

植硅體

那么，鳥類與植物間的共同進化之謎指的是什么呢？原來，現代鳥類和植物在種子傳播、授粉、吸食花蜜機制等方面存在密切的互惠關系。研究人員猜測，古鳥類在被子植物起源和早期多樣化中發揮著關鍵的共同進化作用。然而，因為一直缺乏直接的化石證據，這樣的假說很難被驗證。如今，關于這一假說的研究有了突破性進展。

穿越億萬年的“證據”

不同于獸腳類恐龍（大多是肉食性的、小部分次生性植食或雜食），很多中生代的鳥類以植物為食。牙齒的退化、腹部富集的胃石（由食物殘渣與多種物質在胃內形成的、不能排出胃腔的塊狀結構）都是它們植食性的間接證據。它們的胃部還保存了種子化石。

但是，這些種子化石究竟屬于裸子植物還是被子植物？用什么方法才能鎖定它們的類型呢？是否存在這樣一種物質，經過億萬年的沉積，仍然可以攜帶大量信息呢？答案是肯定的，這就是植硅體——一種微體植物化石。

植硅體指的是某些高等植物從地下水中吸取了可溶性二氧化硅，二氧化硅會沉淀于植物細胞內部或者外部位置，從而形成含非晶態的二氧化硅顆粒。植硅體具有耐酸、耐高溫、抗分化、分布廣的特性。

植硅體告訴我們

熱河鳥到底吃什么

在熱河鳥化石腹腔的肋骨附近，研究人員發現了類似消化道殘留的黑色炭化膠結物。用CT掃描這一黑色部位，發現其內部還隱藏了少數表面光滑、橢圓形的胃石。這些胃石和殘留物混雜在一起，在特殊的埋藏環境中被保存了下來。經過多次嘗試，研究人員從中成功提取出了植硅體。

為了明確這些植硅體的來源，研究人員整理對比了4000余種植物的植硅體數據，發現它們在形態和紋飾上與現生木蘭類植物葉片植硅體最為接近，這說明熱河鳥的葉食性。

同時，研究人員還發現了可能來自雙子葉植物（胚具2枚子葉的被子植物）葉片毛細胞組織的毛基型植硅體，進一步佐證了熱河鳥的葉食性。

?熱河鳥化石（供圖/吳妍）

作為補充性分析，研究人員對熱河鳥和現生鳥類主要支系的下頜（hé）三維幾何形態數據集進行了分析。結果顯示，熱河鳥的下頜形態與麝雉（生活在南美洲熱帶森林中，主要以葉子為食的現生鳥）十分接近。這一結果進一步印證了由植硅體分析得出的熱河鳥食葉習性的結論。

由此可知，早期鳥類不僅可以從水果和種子中獲得能量，還可以從更難消化的葉子中提取營養。更重要的是，我們知道了這是來自被子植物木蘭類植物的葉子。

回到文章開頭的那個問題，鳥類與開花植物之間是如何共同進化的？通過對熱河鳥食性的研究，我們發現，白堊紀早期，鳥類經歷了一場特別的進化，那里不僅有食魚的今鳥類、食蟲的反鳥類，還有大量以植物為食、處在鳥類進化支系基干位置的熱河鳥。和我們今天看到的鳥類多種不同食性類似，早在1億多年前的遼西地區，伴隨著開花植物的繁盛，鳥類在演化中也開始了新的嘗試。

中國科學家通過植硅體研究，為熱河生物群譜寫了一頁精彩的篇章。我們仿佛看到，1.2億年前，一只身披華麗羽毛的大鳥正是鳥類的祖先之一——熱河鳥，它扇動寬闊的雙翼，飛上枝頭，在木蘭樹上悠閑地吃著果實與樹葉。

（責任編輯 / 高琳 代竹蕊? 美術編輯 / 周游）