一个国际研究小组检查了始新世各种欧洲鸟类化石的不寻常骨骼结构。大约有40至5000万年历史的颈椎骨表面显示出明显的结节,其起源仍然难以捉摸。
在最近发表在《解剖学杂志》上的研究中,科学家们根据微型计算机断层扫描分析得出结论,结节可能是内部“盔甲”的一部分,以防止哺乳动物捕食者致命的颈部咬伤。
在进化过程中,许多动物物种发展出了不同的策略来防御掠食者——从复杂的伪装和毒液到防护装甲。由来自森肯伯格研究所和法兰克福自然历史博物馆的鸟类学家杰拉尔德·迈尔博士领导的一个研究小组现在在一群始新世鸟类中发现了一种不寻常的变异。
“我们检查了一些鸟类颈椎化石,所有这些化石都表现出明显的结节表面结构,这是现代鸟类中未知的显着特征。我们假设这些结节是颈椎保护性“强化物”的一部分,”迈尔解释道。
这种覆盖着明显结节的颈椎首先在来自黑森州梅塞尔坑的大约4800万年前的各种鸟类化石中被发现,随后在伦敦粘土地层的类似发现中也发现了它们,其年龄可达5300万年。
这些不寻常结构的起源仍然不清楚。讨论的一种可能的解释是它们可能代表病理特征。“这些椎骨化石最初仅以扁平化石残骸的形式存在,这一事实阻碍了对这一现象的理解。我们现在第一次有机会检查来自凯尔西遗址的另外四个三维保存的标本。法国,”迈尔报道。
使用微型计算机断层扫描技术生成了来自大约3700万年前标本的四块以前未经研究的颈椎骨的高分辨率图像,从而可以对其结构进行详细检查。
“反对结节病理起源的论点之一是,它们不存在于椎骨的功能关键结构中,例如关节面,”迈尔说。“显微CT扫描还显示,颈椎的骨质非常致密。
“相比之下,除了少数专门潜水员外,近代鸟类的颈椎具有充满空气的空腔,并且更轻且更脆弱。结节以及骨骼内部致密的结构可能是为了进一步加强保护性而进化的。围绕着这里运行的重要动脉、神经和脊髓的鞘。”
非洲鬃鼠(Lophiomysimhausi)的头骨上覆盖着类似的结节,这表明在正常条件下也可以发育出类似的结构。鬃鼠进化出了不寻常的防御结构来保护自己免受捕食者的侵害。研究小组将这个物种和鸟类化石中的结节解释为功能性适应,分别加强了头后部和颈部的骨骼结构。
“这些鸟类化石属于已灭绝的Perplexicervicidae科,可能生活在地面上,有些物种是不会飞的。在始新世,这些鸟类与肉食性哺乳动物一起出现,后者的现代亲戚通过咬脖子杀死猎物。看来很可能,明显的椎骨进化是为了保护这些鸟类相当长的脖子免受这种掠食者的叮咬,”迈尔总结道。
“如果我们的假设是正确的,始新世Perplexicervicidae将是鸟类中第一个已知的这种‘内部骨甲’的例子。”