近期，中國科院古脊椎動物與古人類研究所、臨沂大學(xué)、約翰內(nèi)斯堡大學(xué)和南京地質(zhì)與古生物研究所等組成的國際研究團隊在美國科學(xué)院院刊PNAS報道了在一件距今1.2億年前的原始鳥類上保存的肺部結(jié)構(gòu)，為揭示早期鳥類呼吸系統(tǒng)的演化提供了關(guān)鍵信息。

據(jù)介紹，保存肺部結(jié)構(gòu)的是一件發(fā)現(xiàn)于早白堊世熱河生物群的始吻古喙鳥化石(Archaeorhynchusspathula)，古喙鳥是目前已知的最原始的今鳥型類代表。研究人員通過掃描電鏡在內(nèi)的多種方法發(fā)現(xiàn)了疑似肺部結(jié)構(gòu)的痕跡，詳細(xì)的形態(tài)學(xué)研究表明古喙鳥已經(jīng)具有和現(xiàn)代鳥類極為相似的肺部結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)代鳥類的呼吸系統(tǒng)高效而獨特，尤其是其肺演化出了一系列特征，例如分塊的薄壁系統(tǒng)、分支氣囊、肺內(nèi)單一方向氣體流動、肺高度分化從而擴大表面等，均保證了充分的氣體交換，從而滿足飛行時巨大的有氧代謝需求。已有的化石證據(jù)表明單一方向氣體流動這一特征在恐龍（包括鳥類）演化歷史中出現(xiàn)較早，但是能夠進(jìn)一步揭示肺的結(jié)構(gòu)的化石還從未在主龍類化石中有過發(fā)現(xiàn)。主龍類是包括鱷魚、翼龍和恐龍（包括鳥類）等在內(nèi)的一類雙弓類羊膜動物。古喙鳥的肺部結(jié)構(gòu)顯示了和現(xiàn)代鳥類相似的高度分化，表明與飛行相適應(yīng)的高度氣體交換能力在鳥類演化早期就已經(jīng)出現(xiàn)。

始吻古喙鳥和現(xiàn)代鳥類肺部顯微結(jié)構(gòu)的比較（王敏供圖）

【化石新知欄目內(nèi)容（80頁～封三）由中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所信息中心根據(jù)原文作者提供的圖文編輯集成】

研究人員還發(fā)現(xiàn)古喙鳥具有獨特的尾羽結(jié)構(gòu)。古喙鳥的尾羽是由12根羽片狀羽毛構(gòu)成的扇狀尾羽，位于中間的一對尾羽長度明顯超過兩側(cè)的其他尾羽，形成一種在現(xiàn)代鳥類中常見的“尖尾”形態(tài)，但這樣的尾羽形態(tài)卻未在其他中生代鳥類中有過報道。結(jié)合此前的化石發(fā)現(xiàn)，越來越多的證據(jù)表明現(xiàn)代鳥類所特有的生理結(jié)構(gòu)（如消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)）出現(xiàn)的時間很有可能早于骨骼系統(tǒng)的改變。