在距離中國長城最西端約80英里處，古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更加古老的世界的遺跡。在過去的20年里，研究小組發(fā)現(xiàn)了100多個(gè)鳥類化石的標(biāo)本，這些鳥類生活在大約1.2億年前的恐龍時(shí)代。然而，許多這些化石已被證明難以識別：它們是不完整的，有時(shí)被嚴(yán)重?fù)p壞。在《系統(tǒng)學(xué)與進(jìn)化》雜志上發(fā)表的一篇新論文中，研究人員檢查了這些化石中的六個(gè)，并確定了兩個(gè)新物種。

該研究的主要作者、芝加哥菲爾德博物館脊椎動物古生物學(xué)副館長Jingmai O'Connor說：“這是一個(gè)漫長而艱苦的過程，要找出這些東西是什么。但是這些新的標(biāo)本包括兩個(gè)新的物種，增加了我們對白堊紀(jì)鳥類動物群的了解，而且我們發(fā)現(xiàn)了我們在其他恐龍中從未見過的牙齒特征的組合。”

“這些化石來自中國的一個(gè)遺址，該遺址出產(chǎn)的鳥類化石與現(xiàn)代鳥類非常接近，但迄今為止描述的所有鳥類化石都沒有將頭骨與身體一起保存，”共同作者猶他理工大學(xué)的 Jerry Harris說。“這些新的頭骨標(biāo)本有助于填補(bǔ)我們對這一地點(diǎn)的鳥類和整個(gè)鳥類進(jìn)化的知識空白。”

所有的鳥類都是恐龍，但不是所有的恐龍都是鳥類;一小部分恐龍進(jìn)化成鳥類，與其他恐龍共存了9000萬年。現(xiàn)代鳥類是在殺死其他恐龍的大滅絕中幸存下來的那群鳥類的后代，但許多史前鳥類也在那時(shí)滅絕了。O'Connor的工作重點(diǎn)是研究不同的早期鳥類群體，以弄清為什么一些鳥類幸存下來，而另一些則滅絕了。

位于中國西北部的昌馬遺址，是像O'Connor這樣的研究人員研究鳥類進(jìn)化的一個(gè)重要地方。它是世界上第二豐富的中生代(恐龍時(shí)代)鳥類化石地點(diǎn)，但在那里發(fā)現(xiàn)的化石有一半以上屬于同一個(gè)物種，即Gansus yumenensis。確定哪些化石是Gansus，哪些不是很棘手;O'Connor和她的同事在這項(xiàng)研究中檢查的六個(gè)標(biāo)本主要只是頭骨和頸部，這些部位在已知的Gansus標(biāo)本中沒有保存下來。這些化石也因其在地球深處的時(shí)間而有些粉碎，這使得分析它們很困難。

研究報(bào)告的共同作者、匹茲堡卡內(nèi)基自然歷史博物館的Matt Lamanna 說：“昌馬遺址是一個(gè)特殊的地方。那里的含化石的巖石往往沿著古代的寢具平面分裂成薄片。因此，當(dāng)你挖掘時(shí)，你就像在翻閱歷史的書頁，一層一層地發(fā)現(xiàn)大約1.2億年來未見天日的動物和植物。”

O'Connor說：“因?yàn)檫@些標(biāo)本是相當(dāng)扁平的，對它們進(jìn)行CT掃描和完全分割可能需要數(shù)年時(shí)間，甚至可能不會給你提供那么多信息，因?yàn)檫@些薄薄的骨頭被壓成幾乎相同的平面，然后就幾乎不可能弄清這些骨頭的邊界在哪里。所以我們不得不利用暴露出來的東西。通過艱苦的工作，研究人員能夠確定這些鳥類下巴的關(guān)鍵特征，這表明六個(gè)標(biāo)本中有兩個(gè)是科學(xué)界未知的。”

這些新物種(或者更準(zhǔn)確地說，是新屬--在科學(xué)家用來命名生物體的順序中，屬比種高一級)被稱為Meemannavis ductrix和Brevidentavis zhangi。Meemannavis是以張彌曼命名的，她是一位中國古生物學(xué)家，成為第一位領(lǐng)導(dǎo)中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所(IVPP)的女性。Brevidentavis這個(gè)名字意味著"短齒鳥"。與Gansus一樣，Meemannavis和Brevidentavis都是鳥類--包含現(xiàn)代鳥類的群體。像今天的鳥類一樣，Meemannavis是沒有牙齒的。另一方面，Brevidentavis的嘴里有小的、釘子一樣的牙齒，緊緊地?cái)D在一起。與這些牙齒一起出現(xiàn)的還有一個(gè)奇怪的特征。

O'Connor解釋說：“Brevidentavis是一種有牙齒的鳥類，而在有牙齒的鳥類中，在下巴的前面有一塊小骨頭，叫做predentary，如果鳥類有下顎，它的下顎就在那里。”在之前對另一種鳥類化石中的捕食骨的研究中，作者通過對骨頭進(jìn)行CT掃描和用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行染色，發(fā)現(xiàn)捕食骨受到了壓力，并且還發(fā)現(xiàn)了一種只有在有運(yùn)動時(shí)才會形成的軟骨。

“在這項(xiàng)較早的研究中，我們能夠知道捕食者能夠被移動，而且它本來是有神經(jīng)支配的--Brevidentavis不只是能夠移動它的捕食者，它還能夠通過它來感受，”O'Connor說。“這可以幫助它們探測獵物。我們可以假設(shè)，這些有齒鳥的小嘴在牙齒前面的顎尖上有某種可移動的‘鉗子’。”

Brevidentavis并不是第一種被發(fā)現(xiàn)的具有可能以這種方式使用的捕食器的鳥類化石，但是它的存在，以及Meemannavis，有助于完善人們對史前鳥類多樣性的理解，特別是在昌馬地區(qū)。

這項(xiàng)研究還有助于闡明該遺址中最常見的鳥類Gansus，因?yàn)橹辽儆兴膫€(gè)被檢查的標(biāo)本可能屬于這個(gè)物種。“Gansus是世界上第一個(gè)已知的真正的中生代鳥類，因?yàn)锳rchaeopteryx更像恐龍，現(xiàn)在我們在大約40年后知道了它的頭骨是什么樣子，”IVPP的尤海魯指出。

“這些驚人的化石就像一把鎖，使我們能夠打開大門，更多地了解活鳥近親的頭骨進(jìn)化史，”來自IVPP的共同作者Tom Stidham說。“在巨大的恐龍仍然在陸地上游蕩的時(shí)候，這些鳥類是進(jìn)化的產(chǎn)物，在水中、空中和陸地上嘗試不同的生活方式，以及不同的飲食，我們可以看到一些物種有或沒有牙齒。很少有這種地質(zhì)時(shí)代的化石能提供我們在這些古代鳥類頭骨中看到的解剖學(xué)細(xì)節(jié)水平。”

“這些發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)了這樣的假設(shè)，即昌馬地區(qū)是不尋常的，因?yàn)樗曾B類為主，這在白堊紀(jì)是不常見的，”O'Connor說。“對現(xiàn)代鳥類的這些近親的了解最終可以幫助我們理解為什么今天的鳥類成功了，而其他鳥類卻沒有。”