王敏：破譯鳥類起源密碼

來源：科學日報

王敏在辦公室裡拍照

研究的樂趣在于，我們今天認為正确的東西，明天可能會被完全颠覆。目前，我們對鳥類起源和進化的認識還不完整，是以我們需要尋找更多的化石證據，并不斷改進我們的研究方法。

王敏

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員

黑色架構眼鏡，深藍色上衣搭配牛仔褲，運動鞋，前面的年輕人，以及《生活大爆炸》中的科學家倫納德。現任中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究員王敏，近日獲得第十六屆中國青年科學技術獎。

"在别人眼裡，我可能比較無聊，周六更像是'家'在家追趕或看比賽，而不是出去爬山郊遊，親近大自然。"王敏笑着說道。

不喜歡旅行的王敏幾乎每年都去實地進行實地調查。他無意在山水和水中，對石頭充滿熱情。但他要找的不是普通的石頭，而是鳥類的化石。

在看似平淡無奇的石頭的幫助下，他和他的團隊破譯了鳥類起源和早期進化的密碼，不斷重新整理和豐富了對它們的起源和進化的了解。

重寫鳥類類型的起源時間

在聯考中，王敏的第一位志願者是生物工程，結果誤撞了古生物學和平流層專業。

雖然兩者都有生物詞彙，但兩個專業卻大相徑庭。在最初的兩年裡，廣泛的地質知識使王對無聊非常敏感。

一次實地實習改變了王敏對職業的看法。"當你在一本書中學到的東西當場得到驗證時，你真的會接受它，并想知道更多。"王敏說。

從古生物學和地層到古四川研究，再到鳥類起源和進化的研究，王敏的科研視角逐漸深入，也逐漸從内心愛上了他的職業。

在王敏看來，他的作品就像一個探針，面對眼前的生物化石，需要回答它在生命中是如何移動的，體重多少，他的兄弟姐妹是誰，死亡時的年齡等等。"化石不會說話，但你可以做出大膽的假設，一步一步地驗證它們。"王敏說。

在"破案"的過程中，會不時出現一些驚喜。2015年，王敏的團隊與其他機構合作，發現了迄今為止世界上最古老的類鳥類化石，名為Miman-present鳥。該論文發表在《自然通訊》上，王敏是該論文的第一作者。該研究随後被《科學》雜志描述為"過去10年中鳥類早期進化中最重要的發現"。

"以前，世界上最古老的鳥類化石是在大約1.25億年前的熱河生物群的矽縣群中發現的。我們研究的新标本是在河北省豐甯市四叉盆地的華濟營群中發現的。王敏說，同位素測年法表明，華濟營群中鳥類的化石層大約是1.3億年前，是以新标本代表了目前鳥類類型已知最古老的化石記錄，将鳥類類型的起源推到了至少500萬年前。

中世代鳥類主要包括當今的鳥類，反鳥類和一些更基本和幹燥的鳥類。今天的鳥類物種是白垩紀早期最進步的群體之一，活着的鳥類就是從中進化而來的。

王敏對中生鳥的系統發育進行了大量分析。結果表明，Mieman鳥在系統樹上比該時代後期的其他紅山鳥更先進。Mieman鳥更先進的系統位置和更早的出現時間顯示了形成與譜系之間關系的不一緻，表明鳥類類型的起源比以前已知的更早。同時，除祖先鳥類外，其他原始鳥類品系的起源和劃分将推進到侏羅紀晚期，白垩紀早期。

探索最古老的鳥類食物組

不僅要注意鳥兒的起源，早起的鳥兒吃什麼，怎麼吃，還要注意王敏。

在鳥類的悠久曆史中，它們失去了牙齒和沉重的上下颚，取而代之的是輕巧的鰓，并進化出一種特殊的消化系統，使它們能夠在不咀嚼的情況下吞咽食物。

"對于難以消化的東西，如骨頭和毛發，鳥類在一組食物群中将其從嘴裡吐出來，而不是像其他脊椎動物那樣用糞便排洩它們。王敏介紹。

鳥類的胃分為腺胃和胃，它們分泌消化液以軟化食物，而胃主要是機械研磨的。鳥類胃和小腸之間的幽閉恐懼症很小，小腸壁很薄，是以骨頭等難以消化的東西很難通過幽閉恐懼症，并留在胃裡。

随着胃的收縮，扁平的食物組随後通過消化道的抗蠕動作用，由胃向前，依次通過胃、食道的腺體，最後從口中吐出。這種消化過程不僅能讓鳥類迅速将食物吞入體内，減少停滞的機會，而且能迅速從體内去除難以消化的東西，減輕體重。

王敏在研究遼西白垩紀早期發現的九佛群反鳥标本時，發現胫骨下有一個紡錘形的團聚體，裡面有狼鳍魚的骨頭碎片。将它與活鳥和鳄魚的消化系統進行比較，王敏認為團聚是鳥類的攝入。

"這個标本大約有1.2億年的曆史，是迄今為止鳥類食物群中最古老的化石記錄。王敏介紹。

提出早鳥尾骨和尾羽獨立進化假說

在恐龍向鳥類的進化中，尾骨的變化最為顯著。與恐龍的長尾骨不同，活鳥的尾骨明顯縮短，特别是最後幾根尾椎骨合成為尾骨。

活鳥的尾骨在側向觀察時被犁過，它們的表面覆寫着肌肉和纖維脂肪，進而控制了扇形尾羽的膨脹和閉合，這是真實飛行的重要條件。以前，這種犁狀尾骨僅出現在現在的鳥類類型類别中，并且在當今的鳥類類型物種中發現了扇形尾羽;

是以，研究人員普遍認為，犁狀尾骨和扇狀尾羽是同步進化的。然而，王敏的團隊挑戰了這一觀點，發現了1.3億年前白垩紀早期反鳥——多齒羽毛鳥——的化石。

研究人員發現，多齒羽毛鳥的尾骨明顯縮短，相對長度與現在的鳥類相似。更重要的是，多齒羽毛鳥的尾骨末端向後側彎曲，進而形成與今天鳥型完全相同的犁形尾骨。然而，多齒蟒蛇的羽毛沒有扇形的尾羽;相反，它們的尾羽是非羽毛片狀的，說明今天鳥類的尾骨至少在多齒蟒蛇等反鳥類中通過平行進化進化而進化。這意味着需要重新考慮"犁尾骨 - 扇尾羽毛的共同進化"的假設。

結合發育生物學知識和對新研究方法的綜合運用，王敏的團隊提出了尾骨和尾羽在鳥類早期進化中獨立進化的假說，挑戰了長期以來占主導地位的學術觀點。這一成就被中國古生物學會評為2017年中國古生物學十大進步。

"研究的樂趣在于，我們今天認為正确的東西明天可能會被完全颠覆。目前，我們對鳥類起源和進化的認識還不完全，是以，我們需要尋找更多的化石證據，不斷改進研究方法，傾聽更多的觀點，才能使我們的認知越來越完美。"王敏說。

王敏将進一步探索鳥類的起源和早期進化。