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一颗小行星消灭了恐龙。 你帮助鸟类茁壮成长吗?

一颗小行星消灭了恐龙。 你帮助鸟类茁壮成长吗?

六千六百万年前,一颗小行星与墨西哥湾相撞。 这场灾难导致地球上多达四分之三的物种灭绝,其中包括霸王龙等恐龙。 但一些长有羽毛、会飞的恐龙幸存下来,最终进化成今天生存的 10,000 多种鸟类,包括蜂鸟、秃鹰、鹦鹉和猫头鹰。

根据化石记录,古生物学家长期以来一直认为,小行星撞击之后是鸟类进化的一个主要脉搏。 其他动物的大规模灭绝可能消除了对鸟类的大部分竞争,使它们有机会进化成今天在我们周围飞行的奇妙的多样性物种。

但是 新研究 对 124 种鸟类 DNA 的研究挑战了这一想法。 一个国际科学家小组发现,鸟类在致命的撞击发生前数千万年就开始多样化,这表明小行星对鸟类的进化没有重大影响。

“我想这会激怒一些人,”哈佛大学进化生物学家、该研究的作者之一斯科特·爱德华兹 (Scott Edwards) 说。 该研究于周一发表在《美国国家科学院院刊》上。

恐龙至少在 2 亿年前就长出了原始羽毛,不是为了飞行,而更有可能是为了绝缘或交配展示。 在小型双足恐龙的一个谱系中,这些羽毛变得更加复杂,最终将这些生物带入空中成为鸟类。 羽毛如何转变为飞行的翅膀仍然是一个有争议的问题。 但一旦鸟类进化,它们就会多样化成多种形式,其中许多 灭绝了 当小行星使地球陷入持续数年的冬天时。

在寻找当今生活的主要鸟类化石时,科学家们发现 几乎没有 在小行星撞击之前形成。 这种惊人的缺失催生了这样一种理论:大规模灭绝为鸟类奠定了进化阶段,使它们能够爆发出许多新的形式。

但新研究得出了完全不同的结论。

“我们发现这场灾难对现代鸟类没有影响,”中国徐州江苏师范大学的进化生物学家吴晓源说。

吴博士和他的同事利用鸟类 DNA 重建了一个家谱,显示了主要群体之间的关系。 最早的分裂创造了两个谱系,一个包括现在的鸵鸟和鸸鹋,另一个包括其余的现存鸟类。

然后,科学家们通过比较沿着分支积累的突变来估计分支何时分裂成新的谱系。 两个分支之间的分裂越长,每个谱系中积累的突变就越多。

该团队包括古生物学家,他们通过检查 19 年前的鸟类化石来帮助微调遗传估计。 如果树枝看起来比它所属的化石更年轻,他们就会调整估计鸟类进化速度的计算机模型。

未参与这项新研究的香港中文大学古生物学家迈克尔·贝特曼 (Michael Bateman) 表示,由于化石分析,这一点尤其值得注意。 “他们有一支古生物学家梦之队,”他说。

研究发现,现存鸟类有一个生活在1.3亿年前的共同祖先。 其家谱的新分支在整个白垩纪期间稳步分裂,此后无论是在小行星撞击之前还是之后都以相当稳定的速度分裂。 吴博士说,这种稳定的趋势可能是由同一时期开花植物和昆虫多样性的增加推动的。

密歇根大学进化生物学家雅各布·佩尔夫(Jacob Perf)没有参与这项研究,他表示,这项研究展示了处理大量遗传数据以重建进化历史的最先进方法。 但他并不同意他的结论。

如果这项新研究是正确的,那么早在小行星撞击之前就应该存在所有主要现存鸟类的化石。 但几乎没有被发现。

“来自化石记录的信号并不含糊,”贝尔夫博士说。

贝尔夫博士怀疑正确的故事来自于化石,并且大多数主要鸟类群体是在小行星撞击之后出现的。 他说,这项新研究的问题在于,它假设鸟类 DNA 从一代到下一代以恒定的速度积累突变。

但小行星撞击造成的破坏——导致森林崩溃并造成猎物短缺——可能已经杀死了较大的鸟类,而较小的鸟类则幸存下来。 与碰撞前的鸟类相比,幼鸟的繁殖时间更短,并且会产生更多的世代,以及更多的突变。 如果科学家忽视这种超突变,他们就会错过进化的时机。

然而,贝尔夫博士承认,科学家们才刚刚开始开发可以让他们更好地估计进化速度并将其与 DNA 和化石等其他证据相结合的方法。 “我认为这将协调一些讨论,”他补充道。

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