從恐龍演化而來的鳥類，如何分化出諸多形態(tài)？

4月2日，浙江大學生命演化研究中心張國捷教授團隊聯(lián)合國內外學者，在國際期刊《自然》發(fā)表了最新研究成果。聯(lián)合團隊對介于不同的“目”和“科”之間的鳥類分類關系進行研究，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。

科級鳥類分類樹?？蒲腥藛T供圖

“界門綱目科屬種”是傳統(tǒng)的生物學分類層級。鳥綱為脊椎動物亞門的一綱。自達爾文提出共同祖先理論和自然選擇學說以來，博物學家們就試圖對全世界各種鳥類進行分類。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?？蒲腥藛T供圖

多年前，張國捷聯(lián)合國內外學者發(fā)起了萬種鳥類基因組計劃（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，構建起鳥類物種的“生命之樹”。迄今，該計劃已經(jīng)歷“目”“科”級別的攻關?；凇翱啤奔墑e階段收集的基因組數(shù)據(jù)，聯(lián)合團隊此前構建起覆蓋全球92%現(xiàn)生鳥科的“生命之樹”，包括了218個科類群。

奇跡鳥類（火烈鳥總目）?？蒲腥藛T供圖

此次研究中，張國捷團隊與合作者以基因間區(qū)比對序列數(shù)據(jù)集為基礎，將6000多萬年前鳥類大爆發(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，以及一個被稱為元素鳥類的分類。

其中，元素鳥類是張國捷團隊新提出的新類群概念，是一個介于“綱”和“目”之間的大類群，包含了10個“目”。元素鳥類有主要在水域活動的海鷗、丹頂鶴等鶴形類鳥類與企鵝、信天翁等鷺形類鳥類，圭亞那國寶麝雉等主要在陸地活動的鳥類，天空活動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1千萬年的極短時間內，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”假說認為，在6600多萬年以前發(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，并在后來劇烈的全球變化中幸存下來；“大爆炸”假說則認為，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研究卻支持“大規(guī)模幸存”假說。張國捷團隊基于本次研究，對鳥類演化歷史做了更精確的時間斷代，為發(fā)生在物種大滅絕之后的“大爆炸”假說觀點提供了強有力的支持。

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鳥類的分化歷程，極大地改變了教科書里對鳥類類群的分類和關系論述，并將調整博物館對鳥類的分類整理。”張國捷說，此次研究為進一步對現(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。