一块微小恐龙骨骼改写鸟类飞行起源认知

耶鲁大学和石溪大学的古生物学家领导的研究团队在检查了两种似鸟恐龙化石后做出了这一发现——一种未命名的伤齿龙科恐龙和一种尸毗鸟，来自晚白垩纪时期6600万至1亿年前——在蒙古戈壁沙漠中发现。这一发现发表在期刊《自然》上。

"我们很幸运拥有两个保存完好的兽脚类恐龙腕骨用于此项研究，"耶鲁大学文理研究生院的学生、耶鲁古生物学家巴尔-安扬·布勒实验室成员亚历克斯·鲁本斯塔尔说。鲁本斯塔尔和布勒以及诺瑞尔都是这项新研究的共同作者。

"腕骨很小，即使被保存下来，它们也不在生前的位置，因为在腐烂和保存过程中发生了移位，"鲁本斯塔尔说。"看到这小骨头在正确的位置上，让我们豁然开朗，帮助了我们解释手头的化石腕骨以及其他过去描述的化石。"

兽脚类恐龙向鸟类的进化包括了显著的解剖学改变，例如脑部增大、骨盆及其周围肌肉组织的变化——以及恐龙前肢的转变。

前肢转变中的一个关键变化是用鸟类称为豌豆骨的一块骨头取代了特定的恐龙腕骨——尺腕骨。在化石记录中，豌豆骨出现在早期的兽脚类恐龙中，然后消失，直到在鸟类中重新出现。

"在现生鸟类中，豌豆骨是一种不寻常的腕骨，因为它最初在肌腱内形成，就像你的膝盖骨一样——但它最终占据了被称为尺腕骨的'正常'腕骨位置，"耶鲁大学文理学院地球与行星科学系副教授布勒说。"因为它与手臂肌肉组织密切相关，它融入腕部将肌肉飞行机构与腕部运动联系起来。这种整合对于在飞行中稳定翅膀尤为重要。"

"这一发现将鸟类进化谱系上整合豌豆骨的起源提前了数千万年，"他补充道。

鲁本斯塔尔一直在研究未命名伤齿龙标本的前肢——该标本由美国自然历史博物馆古生物学家、耶鲁校友马克·诺瑞尔领导的团队在戈壁沙漠中发现——只是为了更好地理解整体标本。他正在使用称为计算机断层扫描的技术，基于布勒进行的扫描，进行骨骼的三维可视化。然而，当他研究标本的腕部时，他感到困惑。

"有一块不该在那里的骨头，文献中没有在这些类群中提到过，"他回忆道。

在联系了他在石溪大学的朋友、古生物学家詹姆斯·纳波利后，他得知纳波利已经在另一种蒙古恐龙——一种尸毗鸟（同样由诺瑞尔领导的团队发现）——中注意到了类似的腕骨关节。

"很明显，我们手上……或者说腕上有了一个令人兴奋的发现，"鲁本斯塔尔说。

进一步分析，包括尸毗鸟腕部的CT可视化，显示这些未识别的骨头是豌豆骨。然后，研究人员扩大了努力，将其他恐龙中被认为是尺腕骨的腕骨重新鉴定为豌豆骨。

"这表明整合豌豆骨在现代鸟类飞行之前就已进化，"布勒说。"在这些近鸟恐龙中，它很小，这与我们逐渐了解到的它们飞行能力有限的观点一致，缺乏现代鸟类所拥有的力量和机动性。

"在我实验室之前在《科学》杂志上关于鸟类谱系内耳进化的论文中，我们得出了类似的结论，"布勒补充道。"在那里我们发现，一种原始的飞行可能出现在伤齿龙科和鸟类共同祖先附近。"

布勒的实验室还在2022年《自然生态与进化》论文中研究了与豌豆骨相关的一些飞行肌肉的发育。

石溪大学的纳波利是这项新研究的主要作者。研究的共同作者，除了鲁本斯塔尔和布勒，还有前布勒实验室成员马泰奥·法布里（现任职于约翰斯·霍普金斯大学）、芝加哥菲尔德自然历史博物馆的金迈·奥康纳以及诺瑞尔。

此外，这项研究延续了耶鲁大学丰富的研究传统，推进人类对鸟类从恐龙进化的理解。在1960年代，耶鲁古生物学家约翰·奥斯特罗姆鉴定了另一个腕骨——月骨——在肉食性恐龙和现代鸟类中都有发现。在1980年代，耶鲁古生物学家雅克·戈捷首次明确证明这块腕骨是连接恐龙与鸟类的特征。