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生活中,我们经常能看见鸟吃东西时,都是整个吞咽下去的。这是因为它们没有牙齿,所以省去了咀嚼的环节。但是你知道吗,很早以前,鸟类也是有牙齿的。我国科学家通过探究古鸟类牙齿的微结构,发现了它们躲过6500万年前“大灭绝”事件的秘密。
或许不少人会问,是不是所有古鸟类都有牙齿?鸟类的牙齿和它们的食性有着怎样的关系?现代鸟类还会有一些类似牙的器官吗?
鱼鸟化石
此前,古生物学家曾在我国辽宁地区发现长有古怪牙齿的鸟类化石。这种鸟类学名为纪氏槽齿鸟,属于已经灭绝的反鸟亚纲,它们身长只有十几厘米,体型与知更鸟相似,生活在距今1.21亿至1.25亿年前。纪氏槽齿鸟的牙齿有尖利的牙冠,而且还保存有形成齿形脊的牙釉质。可能正是因为有了坚固的齿形脊,这些鸟类才可以咬开昆虫、螃蟹或者蜗牛的坚硬外壳。
大多数完整的中国辽西鸟类化石都有牙齿并且原位保存在齿骨以及上颌骨的齿槽里,比如长翼鸟、会鸟、热河鸟以及燕鸟等,这些鸟类覆盖了中生代鸟类的主要类群。但也并不是所有中生代鸟类都有牙齿,比如辽西地区最早发现的也是数量最多的一类基干鸟类——孔子鸟就没有牙齿,而是有角质喙。
早在2014年底,就有学者分析了数百种现生脊椎动物的基因序列,发现多个与牙齿形成有关的基因在鸟类的基因组中都已丢失或者只剩下“假基因”。于是,他们在此基础上提出鸟类没有牙齿是因为它们与牙齿发育相关的基因发生了突变。
到了2017年,另一批学者提出,牙齿的异时发育(后裔发育的时间和速率与祖先不同而发生演化)退化才是导致早期鸟类牙齿丢失的直接原因。
还有一种观点认为,鸟类是为了使它们的雏鸟能够更快地从卵中孵化出来,才放弃了牙齿。研究人员以长有牙齿的爬行动物作为参照进行研究时发现,胚胎发育出牙齿的过程可以占据全部孵化时间的60%。因此主动放弃牙齿,将会有助于提高鸟类的孵化成功率,对种群的延续具有重要的意义。
古鸟类和小型兽脚类恐龙拥有共同的祖先,它们都具有牙列。但古鸟类牙齿的数量比小型兽脚类恐龙要少,形态和位置上也出现了一些变化,不像肉食性恐龙那样长着满口锋利的“弯镰刀”。比如属于基干鸟类的热河鸟,牙齿变小、数量变少;而长翼鸟的牙齿虽然相对较弯曲,但是仅在上下颌的最前端存在。
研究人员认为,鸟类牙齿退化的原因很大程度上是因为食性的转变——从肉食性转为杂食性,种子、果实以及昆虫都成了鸟类的“盘中餐”。不用费力撕咬,牙齿就不再是鸟类进食的必要器官。
或许不少人会问,是不是所有古鸟类都有牙齿?鸟类的牙齿和它们的食性有着怎样的关系?现代鸟类还会有一些类似牙的器官吗?
此前,古生物学家曾在我国辽宁地区发现长有古怪牙齿的鸟类化石。这种鸟类学名为纪氏槽齿鸟,属于已经灭绝的反鸟亚纲,它们身长只有十几厘米,体型与知更鸟相似,生活在距今1.21亿至1.25亿年前。纪氏槽齿鸟的牙齿有尖利的牙冠,而且还保存有形成齿形脊的牙釉质。可能正是因为有了坚固的齿形脊,这些鸟类才可以咬开昆虫、螃蟹或者蜗牛的坚硬外壳。
大多数完整的中国辽西鸟类化石都有牙齿并且原位保存在齿骨以及上颌骨的齿槽里,比如长翼鸟、会鸟、热河鸟以及燕鸟等,这些鸟类覆盖了中生代鸟类的主要类群。但也并不是所有中生代鸟类都有牙齿,比如辽西地区最早发现的也是数量最多的一类基干鸟类——孔子鸟就没有牙齿,而是有角质喙。
鸟类牙齿退化的原因
早在2014年底,就有学者分析了数百种现生脊椎动物的基因序列,发现多个与牙齿形成有关的基因在鸟类的基因组中都已丢失或者只剩下“假基因”。于是,他们在此基础上提出鸟类没有牙齿是因为它们与牙齿发育相关的基因发生了突变。
到了2017年,另一批学者提出,牙齿的异时发育(后裔发育的时间和速率与祖先不同而发生演化)退化才是导致早期鸟类牙齿丢失的直接原因。
还有一种观点认为,鸟类是为了使它们的雏鸟能够更快地从卵中孵化出来,才放弃了牙齿。研究人员以长有牙齿的爬行动物作为参照进行研究时发现,胚胎发育出牙齿的过程可以占据全部孵化时间的60%。因此主动放弃牙齿,将会有助于提高鸟类的孵化成功率,对种群的延续具有重要的意义。
食性转变导致鸟类牙齿退化
古鸟类和小型兽脚类恐龙拥有共同的祖先,它们都具有牙列。但古鸟类牙齿的数量比小型兽脚类恐龙要少,形态和位置上也出现了一些变化,不像肉食性恐龙那样长着满口锋利的“弯镰刀”。比如属于基干鸟类的热河鸟,牙齿变小、数量变少;而长翼鸟的牙齿虽然相对较弯曲,但是仅在上下颌的最前端存在。
研究人员认为,鸟类牙齿退化的原因很大程度上是因为食性的转变——从肉食性转为杂食性,种子、果实以及昆虫都成了鸟类的“盘中餐”。不用费力撕咬,牙齿就不再是鸟类进食的必要器官。