早白垩世保存卵泡的反鸟类标本 受访者供图

在白垩纪早期，鸟类改变了一系列特征，中间的许多关键环节仍然是个谜，比如为什么恐龙有双侧卵巢和输卵管，而鸟类只留下卵巢和输卵管。

我们的记者李何

鸟类从恐龙进化而来时发生了什么？自然"(Nature)杂志2013年发表了一篇论文，阐述了早期白垩纪鸟类卵泡的精美保存对恐龙繁殖研究的意义，中科院古生物与古代人文研究所的周忠和团队在"生物通讯"杂志上发表了最新的研究报告：鸟类的化石软组织可以长期保存，从恐龙到鸟类的过渡过程中可能会出现右侧输卵管和卵巢的丢失。

早白垩世大约在1.2亿年前，从恐龙到鸟类都发生了一系列的进化事件。与恐龙相比，生殖器官是进化鸟类的一系列关键特征之一。一些标本显示，雌性恐龙与今天的爬行动物相似，仍在两边保存卵巢和输卵管，但活鸟的雌性鸟类只保留左侧卵巢和输卵管。既然鸟类何时会失去卵巢和输卵管？这与适应飞行需要的减肥有关吗？

中空骨骼和尾骨的结构演变仍有神秘之处。

山东天宇自然博物馆馆长、临沂大学教授郑晓廷一直在与周忠和合作研究早期鸟类的进化。郑晓廷告诉"科技日报"，最近的恐龙和鳄鱼一样，有两个功能的卵巢和输卵管。然而，在白垩纪早期的热河鸟类和反鸟类标本中，研究人员发现早期鸟类只保留左卵巢，表明鸟类右卵巢的退化可能发生在恐龙向鸟类的过渡过程中，这可能与适应飞行需要的体重下降有关。

对于鸟类来说，为了更有利于飞行，它们总是进化到最大程度地减肥。"鸟类减肥还有很多方面，比如简化的骨骼愈合和中空骨，所有这些都是为了尽量减少体重减轻，"郑说。

鸟类独特的中空骨骼是最直接的减重方法。飞鸟骨骼细长，中空，没有骨髓，骨骼仅占体重的5%，不到6%。但陆生动物的骨骼重量占总体重的近40%。

羽毛的真正飞行功能是飞羽和尾羽，飞羽长在翅膀上，尾羽长在尾巴上。郑晓廷说，最原始的鸟类，包括始祖鸟和雷河，都有爬行动物的骨骼尾巴。所有其他鸟类都有一个短尾，末端有一个愈合结构，称为尾骨。在活的鸟类中，尾巴骨通常附着在肌肉结构上，用来控制羽毛的尾巴、尾羽。尾羽在飞行中控制着羽毛的发育，这极大地提高了尾巴羽毛的飞行功能。

革河生物群是生活在东亚地区约1.2亿-1.35亿年前的古老生物群，其鸟类化石保存了已知最早的覆尾骨鸟类，同时也保存了多种尾羽形态，但未发现尾部过渡演化的直接化石记录。早白垩世鸟类不同分支之间尾羽和尾骨形态的差异，导致了尾羽球茎起源于现生鸟类犁头尾骨的观点。从新发现的企鹅科动物Ziziabi的化石中获得的确凿证据表明，反鸟也有有助于飞行的扇形尾羽。 短尾骨和扇尾相伴，在现生鸟和鸟目中一起出现，现在又出现在企鹅科中，充分说明这些结构共同起源，与尾羽球茎一起构成复式尾翼。

软组织能否长期保存仍有待研究。

2013年论文发表后，早期白垩纪鸟类对恐龙繁殖行为的精细保存对恐龙繁殖行为的研究具有重要意义，一些学者质疑软组织能否保存这么长时间，并推测滤泡化石实际上是未在胃中消化的植物种子。

郑晓廷不同意这一点，他认为植物种子和毛囊的化石结构是不一样的。利用高分辨率CT、能量色散X线波谱和骨组织切片染色技术，对周忠和的卵泡化石和现有标本进行了比较研究。结果进一步证实，这是一个卵泡化石，显示了卵泡组织的高分辨率细节，包括可收缩肌肉和血管化组织，它们类似于活禽体内形成的卵黄周围组织，为卵泡提供营养，帮助排卵鸟类顺利排卵。平滑肌纤维、胶原纤维、血管等软组织的发现，与早期研究文献提出的假设相一致，即与鸟类相关的组织相似，与饲喂种子的假设不一致。

的确，软组织不易保存，但通过快速脱氧等条件，软组织可以很好地保存。"郑晓廷说，特别是羽毛的软组织是用化石保存的。

近年来，葛河生物群化石不仅保存了完整的骨骼、精美的羽毛等皮肤衍生物，而且在化石研究中还发现了肺泡等软组织内脏组织，证明经过复杂的长期埋藏，可以保存软组织。

郑晓廷说，对一只带有毛囊组织和翅膀软组织的开口鸟类标本进行了研究，发现孔鸟有翼前膜和后翼状膜，翼前膜内网状支撑结构与活鸟相似，软组织结构显示翼前膜能形成弧形轮廓并产生升力。

有趣的是，当羽毛保存得很好时，骨组织在单个标本中保存得很差。也有个别鲟鱼标本，当其消化系统、皮肤结构保存良好，骨组织保存不佳。骨保存较好的标本往往保存效果较差。郑晓廷说，这个原因还有待进一步研究。

消化系统等方面的差异，或与食物结构有关的差异

郑晓廷说，通过对早期鸟类的研究，还会发现许多有趣的地方，如不同的鸟类有不同的消化系统，这可能与早期鸟类不同的食物结构有关。

例如，一项对几个含有鱼的鸟类标本的研究发现，早期白垩纪鸟类将部分食物储存在食道中，以便在它们饱足后消化。鸟牙不是用来咀嚼食物，而是用来捕捉食物；鸟类消化道的不同部位已经有先进的肌肉系统，在消化食物过程中具有不同的蠕动功能，白垩纪有牙齿的鸟类也出现了晚期消化道系统。

郑晓廷说，对早白垩世九福堂组的一只古老的喙鸟标本进行的研究发现，保存下来的软组织形状表明，古喙鸟的肺与活鸟的肺非常相似。这表明，支持鸟类飞行可以有效地为1.2亿年前鸟类进化的肺提供氧气。

在呼吸空气的脊椎动物中，鸟类具有最复杂的结构和最有效的呼吸系统，能够满足鸟类在稀薄氧气区飞行时的高能量消耗。古代喙鸟被认为是已知最原始的活鸟类之一。从骨骼结构的角度看，它们可能处于呼吸系统的相对原始阶段，但它们的肺微结构非常现代。研究结果可能表明，许多对鸟类生存至关重要的软组织结构，如消化系统和呼吸系统的生理进化，发生在骨骼形态适应进化之前。