叶片早已失去了原来的形状。在中国东北的一具鸟类化石体内,研究者发现了植物在组织中生成的微小二氧化硅结构。绿叶本身消失之后,这些耐久的颗粒仍保存着一餐食物的痕迹。吃下它们的热河鸟(Jeholornis)生活在约1.2亿年前,长着牙齿和细长的骨质尾巴,也具备在树间觅食的能力。[1]
骨骼勾勒出这只鸟的形体,胃内残留物则让它的取食活动有了线索。将两者放在一起看,便能辨认出一种取食特定植物部位的早期鸟类。牙齿的存在,尚不足以决定如何理解它的食性。
一只鸟身上的多条演化线索
周忠和与张福成在2002年描述热河鸟(Jeholornis prima)时,它的尾巴格外引人注目。这种鸟发现于辽宁西部的九佛堂组,细长的尾椎及相关结构让人联想到驰龙科恐龙,为鸟类与其恐龙亲缘类群之间的联系增添了解剖证据。与此同时,肩部和腕部的特征显示,它已经具备相当强的飞行能力。[2]
要想象这种鸟活着时的样子,就要把这些特征放在一起理解。长长的骨质尾巴保留着祖先的特征,身体其他部位却各有变化。飞行器官、取食器官与尾部的演化速度可以不同。最初描述它的论文在标题中就将其称为食籽鸟,也给后来的研究者留下了一个问题:一颗被吞下的种子,究竟能说明什么?[2][5]
肋骨围拢之处
Yan Wu 及其同事从消化道残留物入手,研究了另一件标本 IVPP V14978。他们发表于2023年的研究,考察了一具发现于朝阳附近、保存近乎完整的亚成体热河鸟化石。研究者从肋骨围拢区域内的物质中提取出418枚植硅体,也就是植物体内形成的微小二氧化硅颗粒。周围岩石的两份样品中,植硅体的检出数均为零。这组对照支持植硅体来自鸟体内的消化道,同时削弱了它们由周围沉积物混入的解释。[4]
研究者将这些颗粒与现代植物材料作了比较。多数颗粒呈块状,带有波浪状脊纹,与木兰类植物叶片中的植硅体最为接近。木兰类是被子植物中的一个大类群,这一结果的鉴定精度仍停留在类群层面,尚未落实到某一种古代树木。另有一些颗粒仍未确定归属。因此,研究者将这一餐解释为树叶,来源倾向于木兰类植物,同时保留了鉴定中的不确定性。[4]
周围岩石的样品是论证中必不可少的一环。若只是在化石岩板的某处发现植物颗粒,证据所能说明的内容会少得多。颗粒位于鸟体内部,加上周围样品均未检出植硅体,才将它们与这只鸟联系起来。不过,一份胃内容物只记录一次取食,热河鸟吃树叶的频率仍待更多证据说明。[4]
种子也会随另一种食物入腹
其他热河鸟化石保存了完整的种子。2022年,Han Hu 及其同事将化石的头骨形态和消化道内容物,与现生鸟类作了比较。颌部形态使在口中咬碎种子的解释难以成立,但单凭这一点,吞食果实与在体内磨碎种子两种取食方式仍难区分。吞入物的保存状态给出了下一条线索:化石中的种子完整,表面也没有磨蚀痕迹,支持这种鸟吃下的是内含种子的肉质植物结构。[5]
这里的“果实”既包括植物学意义上的果实,也包括某些非开花植物长出的肉质结构。将这些证据还原成取食画面时,食物的形态应当保留这种范围,直接画成现代模样的浆果便缩窄了它。完整种子被吞入腹中之后,是否仍有活力、能否排出并在别处萌发,也还缺少证据。传播种子是一种合理的生态学推论,超出了这些胃内容物直接呈现的事实。[5]
树叶证据扩展了热河鸟的食谱,也说明对它的食性仍有修订的余地:同一个属的不同个体,可以留下不同餐食的记录。这些差异还需要解释,才能进一步讨论它是否有固定的取食规律。
颌部还能补充什么
这项树叶研究也将热河鸟的下颌形态与现生鸟类作了比较。热河鸟与几种植食鸟类相似,其中包括在食叶方面特化的现生鸟类麝雉。这种解剖学比较支持了对胃内容物的解释。[1] 至于一套与麝雉相同的完整消化系统,化石中的这些形态证据还不足以还原;两者的行为是否一致,也仍待验证。
研究者将这些发现放在鸟类与被子植物关系的早期发展中理解:树冠里既有叶片,也有可供取食的繁殖结构。[1] 这项研究的意义,在于把其中一次相互作用还原到了可以仔细考察的程度。骨骼证明一种动物曾经存在,肋骨围拢之处保存的物质则能揭示它与另一种生物的接触。在这里,森林借着微小的颗粒进入了鸟的生命故事,而这些颗粒细小到在通常的博物馆观看距离下便隐于无形。
资料来源
- 中国科学院,《Fossil Unveils Leaf Eating Among Earliest Birds》,2023年8月1日——介绍植硅体研究、颌部比较及生态学解释的机构报道。
- 周忠和、张福成,《A long-tailed, seed-eating bird from the Early Cretaceous of China》,Nature 418(2002),405–409——原始描述、地质背景及与飞行有关的解剖特征。
- Y.-C. Tsai(Tiouraren),“Jeholornis prima NMNS.jpg”,Wikimedia Commons——BMNHC Ph780 的照片、收藏与展览信息,CC BY-SA 4.0。
- Yan Wu 及同事,《Intra-gastric phytoliths provide evidence for folivory in basal avialans of the Early Cretaceous Jehol Biota》,Nature Communications 14(2023),4558——标本 IVPP V14978、植硅体鉴定及周围沉积物对照。
- Han Hu 及同事,《Earliest evidence for fruit consumption and potential seed dispersal by birds》,eLife 11(2022),e74751——头骨比较、完整种子及食性推断的限度。