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科研人員找到恐龍演化成鳥的重要分子學特徵

2019年01月30日 07:55:06 來源: 新華社

    新華社南京1月29日電(記者王玨玢)記者從中科院南京地質古生物研究所獲悉,由中美科研人員組成的團隊在一項最新研究中發現,早期帶羽毛的恐龍與現代鳥類相比,構成羽毛的結構蛋白不同。這一區別,是恐龍演化成鳥在分子生物學層面的重要特徵,相關研究也為進一步探索羽毛的演化提供了新依據。該成果于29日發表在《美國科學院院報》(PNAS)上。

    恐龍是最早出現在2.3億年前的一類爬行動物。作為曾經的“地球霸主”,它統治全球陸地生態係統1.6億年之久,直到6500萬年前突然消失。生物學家已逐漸認可,鳥類是恐龍的“直係後裔”,但恐龍怎麼變成了鳥、羽毛又怎樣讓動物有了飛行的能力,仍然是未解之謎。

    要解開謎團,處于進化過渡類型的帶羽毛恐龍也許是破題的關鍵。此次,科研團隊就選擇了迄今發現最早的帶羽毛恐龍之一:距今約1.6億年前的侏羅紀近鳥龍,與現代鳥類的代表雞進行對比研究。

    研究人員利用現代超微結構檢測等多種方法發現,現代鳥類發育成熟的羽毛中,90%以上由β-角蛋白構成,由它形成的構架纖維直徑只有3納米左右,是支撐鳥類飛行的分子結構基礎。而近鳥龍化石的飛羽雖然也有少量β-角蛋白,但主要由α-角蛋白構成。與β-角蛋白相比,α-角蛋白構架纖維直徑通常有8至10納米,它更粗、更軟、活動性也較弱,這説明,近鳥龍雖然可能具備了一定飛行能力,但還不足以支撐與鳥類類似的飛行。

    運用分子生物學方法,科研人員還進一步探究了1.3億年前始孔子鳥、1.25億年前燕鳥等多種原始鳥類的羽毛結構。結果表明,越靠近現代的鳥類,羽毛中β-角蛋白含量越高。距今2000多萬年前的鳥類飛羽化石,羽毛分子結構已經和現生鳥類完全相同。

    “我們的研究證實,羽毛的分子結構是逐步演化的。早期恐龍的羽毛與飛行無關,而只是為了取暖或者防禦。不善飛行的恐龍演化成了會飛的鳥,這是一個復雜的過程,而羽毛結構蛋白的改變是其中非常關鍵的一步。”領導此項研究的南古所副研究員泮燕紅説。(完)

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