亿载埋深石,鸑鷟一现破苍茫
10月14日,《自然》(Nature)发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏团队(以下称“古脊椎所”)和福建省地质科学研究院(以下称“福建地科院”)合作完成的侏罗纪鸟类研究成果,这一发现打破“鸟类的起源和早期演化始终以适应飞行为主”的传统认知,证实鸟类在演化伊始就已出现地栖、不具备飞行能力的生态特化。新物种还显示出令人震惊的恐龙—鸟类形态特征组合。古脊椎所王敏为通讯作者和共同第一作者,福建地科院徐立明为第一作者。
从陆栖恐龙向飞翔鸟类的转变是最为瞩目的生命演化事件之一,涉及骨骼肌肉系统、神经系统、表皮衍生物以及生理行为等的改变。宏演化模型推测鸟类的起源和早期分异发生在侏罗纪。然而,这一关键地质时期的鸟类化石记录极度匮乏,学界对于典型的鸟类身体构型如何出现的,一直缺乏明确的化石证据。长期以来,学界普遍认为飞行的选择压是驱动早期鸟类形态演化的主导力量。大量与飞行相关的特征在鸟类和其恐龙近亲的独立出现,似乎也支持这一观点。然而,处于关键系统发育和时间节点的化石空白,限制着我们对鸟类起源初期演化路径与生态多样性的系统认识。
为了填补这一关键的演化空白,在国家自然科学基金“克拉通破坏与陆地生物演化”、杰出青年基金,和福建省等项目的支持下,古脊椎所和福建地科院开展了在福建省内晚中生代地层和古生物学的综合研究,在过去4年历经440余天的野外发掘,该团队发现了保存奇异福建龙(Nature, 2023)、政和八闽鸟(Nature, 2025)、不虞政和鸟(Science Advances, 2026)的侏罗纪政和动物群(Zhenghe Fauna)。2024年8月,项目组在离政和动物群核心化石点不远的地方,找到一套和保存福建龙等化石相当的沉积层位,随即发现一新的侏罗纪鸟类,命名为杨源鸑鷟(Yuezhuornis yangyuanensis)(图1—3)。种名是政和动物群所在的政和县杨源乡,而属名鸑鷟源自中国古代传说中的神鸟:《国语·周语上》记载,“周之兴也,鸑鷟鸣于岐山”。
复杂的镶嵌演化:亦龙亦鸟
鸑鷟(体重约821克)呈现出高度镶嵌演化:(1)头骨具有伤齿龙类的典型特征,包括密集排列的前上颌齿和上颌齿,上颌齿列长,牙齿基部未收缩且后缘发育锯齿。但是,其头骨骨骼整体纤细,齿骨牙齿数目较少,泪骨前支短小,这些形态又与原始鸟类相近;(2)鸑鷟最奇特的是其足部保存了恐爪龙类独有的特化第二趾(强烈向背侧弯曲,用于撕裂/捕捉猎物),显示其强有力的抓握或奔跑能力;(3)在恐龙到鸟的演化过程中,前肢变长是一个非常明显的趋势。然而,鸑鷟的前肢很短。宏演化计算结果显示鸑鷟是已知前肢相对最短的中生代鸟类,甚至比某些善奔跑的驰龙类还要短;(4)鸑鷟的头后形态结构具有许多进步的鸟类特征,包括尾椎的前、后关节突退化、髂骨前部伸长、腓骨缩短、第III跖骨未被其他跖骨挤压等;然而其发达的耻骨联合却与伤齿龙类相似。
鸑鷟显示出的典型恐爪龙类形态特征,其分类位置不仅在研究团队内部产生疑惑,也在后续论文的审稿过程中造成了最初的拒稿。鸑鷟究竟是龙还是鸟?
王敏等进行了综合性的分支系统学分析,包括最大简约法(包括等权重和隐式加权)与贝叶斯支端定年法。分析结果都证明鸑鷟与政和鸟互为姐妹群,组成了新的早期鸟类分类单元——政和鸟科(Zhengheornithidae)。鸑鷟较同一时代的八闽鸟更原始,是已知最原始的鸟类之一(图3)。为了验证鸑鷟是否属于恐爪龙类的可能性,团队进行了约束树拓扑分析。结果表明,若将鸑鷟强制归入恐爪龙类,演化树需额外增加14个演化步长,进一步证明鸑鷟属于鸟类,而非恐爪龙类。这些综合性的系统发育分析,最终说服了四位论文审稿人。
杨源鸑鷟:具有恐爪龙类第二趾的侏罗纪鸟类
为了探究鸑鷟的生态习性,研究团队利用多项定量形态学与统计分析。主成分分析和前肢/后肢三元图显示,鸑鷟在前肢比例的形态空间中远离树栖、水栖及涉禽类群,反而落在现生地栖鸟类(如部分雉鸡类),和丧失飞行能力鸟类的重叠区域。结合其较大的锁骨间夹角、梯形乌喙骨等特征,都说明鸑鷟是一种不具备飞行能力,却适应陆地奔跑生活的食肉性鸟类。针对鸑鷟奇特的第二趾趾节骨,研究团队综合几何形态测量学、非参数多元方差分析、典型变量分析,证明鸑鷟的这块趾节骨与恐爪龙类的第二趾形态极为相似。同时,本研究推翻了此前关于始祖鸟、近鸟龙具有类似恐爪龙类的第二趾形态的结论(图2、4)。
杨源鸑鷟的发现填补了鸟类演化历程中关键的时空演化空白。作为目前已知最早的不具备飞行能力的鸟类,鸑鷟的出现打破飞行的单向演化假说,证明鸟类身体结构的演化并非沿着“优化飞行”这一单一路径线性前进,而是一个伴随着快速生态位探索的复杂过程。
迄今,政和动物群已经发现了适应奔跑的奇异福建龙,具有尾综骨的政和八闽鸟,尾巴缩短和体型娇小的不虞政和鸟,现在又出现了前肢缩短、适应地栖的杨源鸑鷟。表明在鸟类的起源阶段,就已经爆发出了丰富的生态多样性。政和动物群恰似一部超高分辨率的时空相机,记录了这一关键演化瞬间。
Nature论文作者包括古脊椎所的董丽萍、徐星、周忠和,以及福建地科院的邓克、林淦旻、林敏、杜红岗、陈润生。参与野外考察的还包括古脊椎所的李岩、冯文清、苗嵩、冯久桐,以及福建地科院的林虓、周国武、王林昌。
该研究得到了国家自然科学基金杰出青年基金、基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”、中国地质调查局项目“武夷成矿带区域地质调查”、福建省自然资源厅项目“福建重点古生物化石产地评价评级及保护现状调查”和福建省地质局项目“福建政和大溪盆地古生物资源调查、发掘及研究”的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1038/s41586-026-10972-z

图1. 杨源鸑鷟正型标本和骨骼复原图(王敏供图)

图2. 生态形态分析显示杨源鸑鷟为地栖性,不具备飞行能力;几何形态测量学揭示杨源鸑鷟具有恐爪龙类特化的第二趾(王敏供图)

图3. 中生代兽脚类恐龙(包括鸟类)谱系树,以及前肢长度在恐龙—鸟类的宏演化(王敏供图)

图4. 杨源鸑鷟生态复原图(张宗达绘制)
视频:中国发现新的侏罗纪鸟类——杨源鸑鷟(三维复原,任文煜制作)