孔子鳥的形態跟烏鴉近似,生活在一億二千萬年前的白堊紀。牠是最早進化出鳥喙(鳥嘴)的其中一種鳥類(圖一)。我們對早期鳥喙的進化一直不太了解。港大研究人員利用激光誘導熒光技術,揭示孔子鳥的喙和下顎與現代鳥類的差別。
激光誘導熒光技術是一種通過把激光照射到物體表面的激光成像技術。它常被應用於古生物學上,能讓骨頭和軟組織化石在黑暗中發光。此技術可檢視皮膚的細節和一些單靠肉眼看不清楚的化石軟組織,尤其適合應用在早期鳥類和其他帶羽毛恐龍上(見資料)。
港大博士生Case Vincent Miller和其導師、助理教授(研究)文嘉棋博士(地球及行星科學部古脊椎動物實驗室),聯同Foundation for Scientific Advancement(美國亞利桑那州)的Thomas G. Kaye和山東天宇自然博物館(中國平邑)的人員共同進行是次研究。他們利用由文博士和Thomas G. Kaye共同研發的激光誘導熒光技術,揭示了孔子鳥具有像指甲般的「軟喙」,一種名為「嘴鞘」的結構,覆蓋了整個鳥喙。團隊從這個孔子鳥的例子身上發現,其嘴鞘脫離了喙部的骨質部分(圖二)。文博士表示:「以往的研究也曾經在古鳥類身上發現化石的嘴鞘,但卻未有利用這些發現了解早期的鳥類。」
這個國際團隊重建了喙部原來的形態(圖三),並以它來鞏固對其他孔子鳥喙部的認知。基於嘴鞘容易脫落的特質和經過對恐龍時期鳥類的下顎作出首個強度測試之後,團隊提出早期鳥類的鳥嘴較適合進食較軟的食物(圖四)。最後,團隊發現,雖然孔子鳥和其近親的喙部外形與現代鳥類近似,但在結構上有着基本的差異。
提到未來的計劃,Miller先生表示:「我們的研究引申出很多有趣的問題。我們對化石嘴鞘所知不多,因此期望利用激光誘導熒光技術去發掘更多資訊。我尤其想知道,究竟現代鳥類的喙部連接強度與下顎整體強度有沒有關聯,好讓我們對古鳥類作出更深的解。這只是研究早期喙部的第一步,因此讓我非常期待。」。
論文已在Communications Biology 發表 :https://www.nature.com/commsbio
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補充資料:
1. 港大主導出版早期鳥類和近親的論文集展示廓羽盜龍類恐龍研究成果和全新領域(2020年 8月):https://www.hku.hk/press/c_news_detail_21459.html
2. 鳥類近親大部分具有接近進化出飛行動力的潛能惜少數能衝破門檻 (2020年 8月):http://www.hku.hk/press/c_news_detail_21405.html
3. 古代鳥類初生時能夠自行活動 (2019年 3月):https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_19256.html
4. 港大嶄新激光技術揭示最早發現的羽毛化石並不屬於始祖鳥(2019年2月):https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_19063.html
5. 港大恐龍學者發現新品種擁有飛行相關羽毛的似鳥恐龍 –滕氏嘉年華龍(2017年 5月):https://www.hku.hk/press/c_news_detail_16295.html
6. 港大古生物學家利用新技術準確重塑恐龍身體輪廓 帶羽毛恐龍真貌首次展現 (2017年 3月):https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_15989.html
7. 科學家揭示恐龍如何能擺動其尾羽(2013年 5月):https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_9693.html