從恐龍演化而來(lái)的鳥類，如何分化出諸多形態(tài)？

4月2日，浙江大學(xué)生命演化研究中心張國(guó)捷教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者，在國(guó)際期刊《自然》發(fā)表了最新研究成果。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)對(duì)介于不同的“目”和“科”之間的鳥類分類關(guān)系進(jìn)行研究，提供了一套新的鳥類分類劃分方案，完善鳥類物種“生命之樹”，為鳥類物種分析研究工作提供了重要基礎(chǔ)。

科級(jí)鳥類分類樹。科研人員供圖

“界門綱目科屬種”是傳統(tǒng)的生物學(xué)分類層級(jí)。鳥綱為脊椎動(dòng)物亞門的一綱。自達(dá)爾文提出共同祖先理論和自然選擇學(xué)說以來(lái)，博物學(xué)家們就試圖對(duì)全世界各種鳥類進(jìn)行分類。盡管科研人員通過DNA分子數(shù)據(jù)解決了許多生物類群的分類難題，但鳥類的世界紛繁復(fù)雜，演化面紗依然難以被揭開。

新鳥小綱主要類群的分類變動(dòng)?？蒲腥藛T供圖

多年前，張國(guó)捷聯(lián)合國(guó)內(nèi)外學(xué)者發(fā)起了萬(wàn)種鳥類基因組計(jì)劃（B10K），旨在組織收集全球現(xiàn)生10000多種鳥類的基因組及形態(tài)信息，構(gòu)建起鳥類物種的“生命之樹”。迄今，該計(jì)劃已經(jīng)歷“目”“科”級(jí)別的攻關(guān)?；凇翱啤奔?jí)別階段收集的基因組數(shù)據(jù)，聯(lián)合團(tuán)隊(duì)此前構(gòu)建起覆蓋全球92%現(xiàn)生鳥科的“生命之樹”，包括了218個(gè)科類群。

奇跡鳥類（火烈鳥總目）?？蒲腥藛T供圖

此次研究中，張國(guó)捷團(tuán)隊(duì)與合作者以基因間區(qū)比對(duì)序列數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，將6000多萬(wàn)年前鳥類大爆發(fā)后“輻射性演化”產(chǎn)生的新鳥小綱，劃分為四大分類：以火烈鳥為代表的奇跡鳥類，包含了鴿子與杜鵑的鴿鴇類，囊括了麻雀、鸚鵡、鷹等的陸鳥類，以及一個(gè)被稱為元素鳥類的分類。

其中，元素鳥類是張國(guó)捷團(tuán)隊(duì)新提出的新類群概念，是一個(gè)介于“綱”和“目”之間的大類群，包含了10個(gè)“目”。元素鳥類有主要在水域活動(dòng)的海鷗、丹頂鶴等鶴形類鳥類與企鵝、信天翁等鷺形類鳥類，圭亞那國(guó)寶麝雉等主要在陸地活動(dòng)的鳥類，天空活動(dòng)的夜鷹和雨燕等夜鷹目鳥類。

研究顯示，95%的現(xiàn)生鳥類都屬于新鳥類，它們共同的祖先在歷史上經(jīng)歷了一次物種大規(guī)模爆發(fā)，即在不到1千萬(wàn)年的極短時(shí)間內(nèi)，快速演化出了大量新物種。這一輻射性演化事件發(fā)生在物種大滅絕之前還是之后，科學(xué)界一直存在著兩種不同的假說：“大規(guī)模幸存”與“大爆炸”。

“大規(guī)模幸存”假說認(rèn)為，在6600多萬(wàn)年以前發(fā)生的物種大滅絕事件之前，新鳥類已經(jīng)發(fā)生了快速輻射演化，并在后來(lái)劇烈的全球變化中幸存下來(lái)；“大爆炸”假說則認(rèn)為，其快速分化發(fā)生在大滅絕事件之后，早期的新鳥類在擴(kuò)散到滅絕事件空出的新生態(tài)位后，發(fā)生了快速的輻射適應(yīng)演化。

元素鳥類?？蒲腥藛T供圖

化石證據(jù)更加支持“大爆炸”假說，但是早先開展的小范圍基因分類相關(guān)研究卻支持“大規(guī)模幸存”假說。張國(guó)捷團(tuán)隊(duì)基于本次研究，對(duì)鳥類演化歷史做了更精確的時(shí)間斷代，為發(fā)生在物種大滅絕之后的“大爆炸”假說觀點(diǎn)提供了強(qiáng)有力的支持。

此外，該研究還發(fā)現(xiàn)，新鳥類在輻射演化過程中，相對(duì)于祖先類群，出現(xiàn)了腦容量急劇上升、體重急劇降低等一系列變化。這體現(xiàn)出新鳥類在恐龍大滅絕后，適應(yīng)并擁有了更多生存空間。

“新的分類系統(tǒng)獲得了大部分基因組信息的支持，更客觀地反映了一億多年來(lái)鳥類的分化歷程，極大地改變了教科書里對(duì)鳥類類群的分類和關(guān)系論述，并將調(diào)整博物館對(duì)鳥類的分類整理。”張國(guó)捷說，此次研究為進(jìn)一步對(duì)現(xiàn)生所有鳥類開展分類提供了更為可信的框架體系，揭示了整個(gè)鳥綱的類群演變歷史，將為鳥類起源和演化規(guī)律的研究開啟了新征程。