阿爾瓦雷斯龍類(lèi)恐龍快速小型化過(guò)程

恐龍并非都是龐然大物，還有部分小型化恐龍，獸腳類(lèi)恐龍中的阿爾瓦雷斯龍類(lèi)恐龍就是經(jīng)歷體型小型化的一種，因其化石數(shù)量非常稀少、標(biāo)本保存普遍較差，它如何、為何小型化？此前一直缺少詳細(xì)研究，也頗受學(xué)界關(guān)注。

記者8日從中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類(lèi)研究所(中科院古脊椎所)獲悉，該所徐星研究員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)，自2010年起研究報(bào)道一系列重要的阿爾瓦雷斯龍類(lèi)化石材料，并收集關(guān)于這類(lèi)恐龍的骨組織學(xué)資料和相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)，已構(gòu)建起目前世界最大的阿爾瓦雷斯龍類(lèi)骨組織學(xué)資料庫(kù)。

基于這些骨組織學(xué)數(shù)據(jù)，中國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和南非的科學(xué)家通過(guò)合作研究，近日在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》共同發(fā)表了關(guān)于阿爾瓦雷斯龍類(lèi)恐龍迄今最為詳細(xì)的體型演化研究工作，分析其體型小型化過(guò)程的速率和模式，以及可能導(dǎo)致此類(lèi)恐龍小型化的具體原因。

通過(guò)骨組織學(xué)資料及其他與化石標(biāo)本個(gè)體發(fā)育相關(guān)的形態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)，合作團(tuán)隊(duì)對(duì)所有已發(fā)表的阿爾瓦雷斯龍類(lèi)恐龍正型標(biāo)本進(jìn)行個(gè)體發(fā)育階段評(píng)估，得到一個(gè)阿爾瓦雷斯龍類(lèi)“成年體重?cái)?shù)據(jù)集”，并依此避免標(biāo)本個(gè)體發(fā)育差異對(duì)體重估計(jì)結(jié)果的影響，確保了體型演化恢復(fù)工作的準(zhǔn)確性。

2500萬(wàn)年內(nèi)平均體重下降逾兩個(gè)數(shù)量級(jí)

論文第一作者、英國(guó)布里斯托大學(xué)麥克本頓教授和中科院古脊椎所徐星研究員聯(lián)合指導(dǎo)的博士生秦子川介紹說(shuō)，在獲得阿爾瓦雷斯龍類(lèi)“成年體重?cái)?shù)據(jù)集”之后，研究團(tuán)隊(duì)采用最新的宏演化研究方法恢復(fù)了阿爾瓦雷斯龍類(lèi)演化樹(shù)上祖先節(jié)點(diǎn)的體重狀態(tài)，并估算出所有阿爾瓦雷斯龍類(lèi)共同祖先體重約為23千克。

這次研究發(fā)現(xiàn)，阿爾瓦雷斯龍類(lèi)小型化過(guò)程主要發(fā)生在距今1.1億年到8500萬(wàn)年之間，速率非常之高，在這2500萬(wàn)年內(nèi)，平均體重下降超過(guò)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。同時(shí)，伴隨著阿爾瓦雷斯龍類(lèi)體型小型化，晚白堊世的成員多樣性反而顯著增加，超過(guò)之前的3倍。

進(jìn)一步研究表明，在阿爾瓦雷斯龍類(lèi)在演化過(guò)程中，存在兩個(gè)大小不同的“最適體型范圍”：其演化早期，最適體型范圍是5-50千克，而后期最適體型范圍縮減到0.5-5千克。這意味著阿爾瓦雷斯龍類(lèi)恐龍的體型小型化過(guò)程，是從較大體型范圍快速“躍遷”到更小體型范圍的過(guò)程，并非緩慢逐漸變化的過(guò)程。

晚期小型阿爾瓦雷斯龍類(lèi)或是專(zhuān)一食蟻動(dòng)物

阿爾瓦雷斯龍類(lèi)為何出現(xiàn)向更小體型快速“躍遷”？秦子川稱(chēng)，此次研究得到阿爾瓦雷斯龍類(lèi)體型小型化過(guò)程的準(zhǔn)確時(shí)間范圍，也讓探尋這一問(wèn)題的答案有了可能。

他說(shuō)，在距今1.1億年到8500萬(wàn)年之間的這段時(shí)間，恰逢徹底改變陸地生態(tài)系統(tǒng)的重大環(huán)境事件——白堊紀(jì)陸地革命的發(fā)生，伴隨顯花植物的繁盛，白蟻、螞蟻和蜜蜂等真社會(huì)性昆蟲(chóng)開(kāi)始大規(guī)模輻射，這勢(shì)必創(chuàng)造出許多全新的生態(tài)位。在此背景下，晚期的小型阿爾瓦雷斯龍類(lèi)具有很多類(lèi)似現(xiàn)生專(zhuān)性食蟻動(dòng)物的形態(tài)學(xué)特征。

另?yè)?jù)對(duì)現(xiàn)生動(dòng)物研究，由于能量傳遞效率的限制，專(zhuān)一蟲(chóng)食性會(huì)把動(dòng)物體型限制在一個(gè)非常小的范圍之內(nèi)，這也與阿爾瓦雷斯龍類(lèi)恐龍的“躍遷”式小型化相吻合。

因此，阿爾瓦雷斯龍類(lèi)的小型化過(guò)程可能是一個(gè)伴隨生態(tài)位從肉/雜食性轉(zhuǎn)換到蟲(chóng)食性的快速過(guò)程，時(shí)間上也與真社會(huì)性昆蟲(chóng)的適應(yīng)性輻射相互吻合，進(jìn)一步支持了晚期的小型阿爾瓦雷斯龍類(lèi)可能是專(zhuān)一食蟻動(dòng)物的假說(shuō)。

秦子川也坦言，要具體證明阿爾瓦雷斯龍類(lèi)恐龍食蟻假說(shuō)，后續(xù)研究還需要尋找更多來(lái)自功能學(xué)和生態(tài)學(xué)的證據(jù)。

據(jù)了解，阿爾瓦雷斯龍類(lèi)化石在亞洲、歐洲和南北美洲都有分布，化石記錄從距今1.6億年左右的晚侏羅世，一直延續(xù)到距今6600萬(wàn)年前的白堊紀(jì)末期。之后，阿爾瓦雷斯龍類(lèi)與大部分非鳥(niǎo)恐龍一起滅絕。(完)