近日，《當(dāng)代生物學(xué)》發(fā)表了由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所研究員王敏與周忠和主導(dǎo)，聯(lián)合美國(guó)菲爾德自然史博物館、南京大學(xué)、臨沂大學(xué)、山東省天宇自然博物館完成的有關(guān)鳥類尾羽演化的研究，報(bào)道了一類具有針型尾的中生代反鳥類，揭示了性選擇和自然選擇的動(dòng)態(tài)相互作用對(duì)鳥類早期演化的影響。 

　　反鳥類是鳥類演化中最早發(fā)生全球性輻射分異的類群，在進(jìn)化樹上與今鳥型類（所有現(xiàn)代鳥類都是從中演化而來）構(gòu)成姐妹群。不斷發(fā)現(xiàn)的化石為追溯這一姐妹群近6500萬年的共同演化歷程中的生態(tài)—形態(tài)多樣性變化成為了可能。此次發(fā)現(xiàn)的鳥類屬于生活在距今1.2億年前的反鳥類鵬鳥科（Pengornithidae）的新屬種，研究人員將其命名為雅尾鹓鶵（Yuanchuavis kompsosoura）；鹓鶵（亦稱鹓雛，yuān chú）是中國(guó)神話傳說中的神鳥（見《莊子·秋水篇》，南方有鳥，其名鹓雛）。 

　　鹓鶵的尾羽由四對(duì)羽片狀羽毛構(gòu)成扇形，位于中間的一對(duì)尾羽顯著加長(zhǎng)，甚至超過體長(zhǎng)的1.3倍，其上的羽軸異常寬，與兩側(cè)的短尾羽構(gòu)成了一種未在恐龍亦或中生代鳥類中見到，但與一些現(xiàn)代鳥類（如太陽(yáng)鳥）非常相似的針型尾（pintail）結(jié)構(gòu)。已知反鳥類中除了契氏鳥（Chiappeavis）外均不發(fā)育扇狀尾羽，多數(shù)反鳥類的尾羽是由纖維狀的羽毛構(gòu)成，一些類群在尾部中間長(zhǎng)有一對(duì)桿狀的、近乎全部由加寬的羽軸構(gòu)成的長(zhǎng)尾羽，僅在靠近末端的部位出現(xiàn)分異的羽枝，這樣的羽毛形態(tài)稱為“末端羽化的羽軸主導(dǎo)型羽毛”（distally pennaceous rachis dominant feather，dPRDFs）；而此前發(fā)現(xiàn)的始鵬鳥（Eopengornis）和副鵬鳥（Parapengornis）不具有扇狀尾羽，但它們中間的那對(duì)長(zhǎng)尾羽則是從近端就出現(xiàn)分異的羽枝，即完全羽片化（fully pennaceous rachis dominant feather，fPRDFs）。因此，鹓鶵的發(fā)現(xiàn)，將上述兩種特殊的尾羽形態(tài)首次聚合在一起。 

　　尾羽是鳥類飛行系統(tǒng)中的重要一環(huán)，它的形態(tài)受自然選擇（空氣動(dòng)力學(xué)）的影響，亦受性選擇的作用。較多雄鳥長(zhǎng)有色彩絢麗、形態(tài)繁雜的尾羽，不利于飛行，卻有利于吸引異性，而這啟發(fā)了達(dá)爾文提出“性選擇”的概念。當(dāng)羽毛的長(zhǎng)度超過尾羽構(gòu)成的扇面的最大寬度所在界線時(shí)，超出的羽毛都會(huì)降低飛行的效率。這樣的羽毛都是性選擇的結(jié)果。相較于dPRDFs，鹓鶵身上那對(duì)完全羽片化的長(zhǎng)尾羽無論是在生長(zhǎng)還是日常維持上顯然對(duì)個(gè)體本身的生存更不利。而這樣一種從自然選擇角度來看越是不利的裝飾性特征，多數(shù)情況下越是反映了持有者相對(duì)更好的競(jìng)爭(zhēng)力（獲取食物、筑巢、撫育后代等），這樣的性選擇機(jī)制稱為“障礙原理”（handicap principle）。而鹓鶵尾羽的結(jié)構(gòu)很可能是“障礙原理”作用的結(jié)果。 

　　不同于反鳥類，中生代的今鳥型類都具有扇狀尾羽，卻很少具有裝飾性尾羽結(jié)構(gòu)。王敏等統(tǒng)計(jì)所有發(fā)現(xiàn)的反鳥類和今鳥型類，發(fā)現(xiàn)受性選擇作用出現(xiàn)的長(zhǎng)尾羽在反鳥類中較為常見，提出尾羽形態(tài)在這兩個(gè)姐妹群中的不同，是二者不同生態(tài)習(xí)性的結(jié)果：反鳥類以樹棲為主，需要通過形態(tài)夸張的尾羽繞過灌木的遮擋，才能吸引異性；而早期的今鳥型類棲息在開闊的湖邊，復(fù)雜的尾羽形態(tài)易被捕食者發(fā)現(xiàn)，因此適應(yīng)空氣動(dòng)力學(xué)的扇狀尾羽在自然選擇作用下分布更廣，這些今鳥型類可能通過鳴叫、筑巢，或其他方式吸引異性。不斷發(fā)現(xiàn)的化石進(jìn)一步顯示了性選擇、自然選擇、生態(tài)機(jī)會(huì)等交互作用對(duì)鳥類演化的影響。 

　　研究工作得到中科院前沿科學(xué)重點(diǎn)研究計(jì)劃從“0到1”原始創(chuàng)新十年擇優(yōu)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金基礎(chǔ)科學(xué)中心項(xiàng)目“克拉通破壞與陸地生物演化”的支持。

https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.08.044

圖1.早白堊世反鳥類雅尾鹓鶵（Yuanchuavis kompsosoura）正型（王敏供圖）

圖2.雅尾鹓鶵尾羽形態(tài)、色素體和后肢羽毛（王敏供圖）

圖3.中生代鳥類尾羽演化簡(jiǎn)圖（王敏供圖）

圖4.雅尾鹓鶵（Yuanchuavis kompsosoura）復(fù)原圖（章浩臻繪制）