來自1.2億年前的保留最精緻的早鳥 肺部保存完好

來自1.2億年前的保留最精緻的早鳥 肺部保存完好

令人驚訝的詳細的Archaeorhynchus spathula,保存了羽毛,可能是鳥類中見過的最古

新墨西哥州ALBUQUERQUE(阿爾布開克(美國新墨西哥州中部城市) - 古代器官很少化石化,所以古生物學家驚呆了,發現了一隻非常保存完好的肺部殘骸,屬於恐龍時代的鳥類。

最初,科學家們興奮地描述了一種生活在大約1.2億年前的鳥類Archaeorhynchus spathula(匙吻古喙鳥)的標本,因為它的化石具有保存完好的羽毛,包括在任何其他白堊紀(位於侏羅紀和古近紀之間,約1億4550萬年)在如今鳥類中都看不到的獨特針尾,

然而,仔細觀察發現,這隻鳥的肺也有化石,這意味著古生物學家已經發現了有史以來最古老的“信息性”化石肺(後來更多)以及鳥類化石中見過的最古老的化石肺。 -lead研究員Jingmai O'Connor,中國科學院脊椎動物古生物學和古人類學研究所教授。[ Tiny Dino:重建Microraptor(小盜龍,在中國遼寧省九佛堂組發現的小型馳龍科恐龍,生存於白堊紀早期巴列姆階,這個恐龍有翅膀

)的黑色羽毛 ]

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小盜龍

化石本身來自中國東北地區早白堊世的JeholLagerstätte地層,但奧康納和她的同事們在平邑的山東天宇自然博物館找到了這裡,一個狂熱的化石收藏家收藏了,幾十年他購買的數千種鳥類化石。

奧康納說, 這是第五個描述的A. spathula標本 - 一種沒有牙齒的鴿子 - 但它是目前保存最好的鳥類。這尤其是因為胸腔中有斑點的白色物質似乎是一種化石肺。

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藝術家對恐龍時代鳥類Archaeorhynchus spathula的解釋,它比現代鴿子略大。圖

研究人員表示, 這一發現表明,早期鳥類的肺結構與現代鳥類的肺部結構相似。這意味著A. spathula可能在其肺部有單向氣流 - 流入的空氣很大程度上是新鮮的並且充滿了氧氣,這與哺乳動物肺部的空氣不同,後者混合了新的和先前呼吸過的空氣,這意味著它有一個氧含量較低。

德國波恩大學的古生物學家P. Martin Sander(馬丁·桑德)在一封電子郵件中告訴Live Science,“鳥類的肺部與我們的肺部非常不同,並且[結構更加複雜]”。“它們有點像一個袋子管,空氣管理系統(氣囊)與氣體交換器(肺部)分開,這裡保存著。”

活鱷魚也有肺部單向氣流,古生物學家認為它是早期羽毛恐龍的祖先。但到目前為止,早期鳥類中這種肺結構的證據一直難以捉摸。

深度瞭解

為了更好地瞭解所謂的肺部遺骸,“我們去提取了一些樣本,將它們放入SEM [掃描電子顯微鏡]和 - 繁榮 - 肺組織,”O'Connor告訴Live Science。因為O'Connor專注於骨骼(非器官)解剖學,所以她在南非約翰內斯堡大學動物學教授約翰·梅納(John Maina)身上,他是活鳥肺部的專家。

“我當時想,'看,你認為這是肺組織嗎?如果你確實認為是這樣,那麼我們這些挖掘泥土的古生物學家都不能和你爭論,'”奧康納說。Maina的貢獻非常重要,他成為該研究的共同研究員。

對組織的分析表明,它含有類似毛細血管的結構,吸收氧氣有助於為高能量的鳥類飛行提供動力。“鳥類飛行是體力運動最需要的形式,所以你需要大量的氧氣,”奧康納說。[ 照片:恐龍時代鳥類運動的絲帶般的羽毛 ]

這種獨特的結構可能是Ornithuromorpha(鳥臀目(目名Ornithischia或Predentata)也稱為鳥盤目。是一類有喙(外觀類似鳥喙)的草食性恐龍。意思是"如鳥類般的臀部"。之所以有這種名字,是因為它們擁有與鳥類相似的骨盆結構)獨有的,Ornithuromorpha是一種古老鳥類的分支(群體),它在大約6600萬年前的大滅絕中倖存下來,包括今天的活鳥。“也許這種專業化只是在那個分支中,並且是允許[他們]生存的眾多因素之一,”奧康納說。

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鳥臀目(目名Ornithischia或Predentata)也稱為鳥盤目

更重要的是,似乎化石肺被嵌入鳥的肋骨,就像今天的鳥肺一樣。奧康納說,與每次呼吸都會擴張的人肺不同,鳥肺是僵硬的,因此它們可以同時吸氣和呼氣。

她指出,這些組織似乎不是剩餘的胃內容物,因為它們通常保留為黑色的碳化有機物質。此外,保存的組織配對,就像現代肺。奧康納說,它可能沒有其他配對的器官,而且很可能不是肝臟(它是葉狀的),因為這種器官含鐵量很高,通常保留為紅色。

然而,這個標本並不是有史以來最古老的肺部。這種榮譽歸於Spinolestes,一種白堊紀早期的哺乳動物,其肺部化石比新分析的鳥類大約500萬年。但是那些肺部化石沒有保留任何微觀結構,也沒有提供有關Spinolestes的更多信息,除了它可能有肌肉膈肌。因此,O'Connor稱A. spathula化石為“第一個信息豐富的肺部遺骸”,因為它們揭示了鳥類的進化。

肺部發現是“很酷的東西”,因為它顯示了“早起的鳥的肺部看起來像什麼,”桑德說。然而,因為看到一個化石器官是如此罕見,需要做更多的工作來證實這是一個肺部,他說。

“我們應該應用各種其他分析技術來確認化石中的區域確實是肺部,”他說。“但是,如果因肺部含鐵量高而肺部含鐵量高,肺部就能化石化,我不會感到驚訝。”

這項研究於昨天(10月18日)在第78屆年度脊椎動物古生物學會會議上公佈。它將於週一(10月22日)發表在“美國國家科學院院刊”上。


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