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恐龍滅絕為何鳥類存活 X光顯微鏡找到答案

2020-04-27 11:12:17來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：鳥類閱讀量：4006

導(dǎo)讀：近中科院古脊椎所等單位的一項研究，為探究鳥類幸存的原因提供了新的角度。通過利用同步輻射的高解析穿透式X光顯微鏡對比鳥類和其它與鳥類親緣關(guān)系較近的非鳥類恐龍的牙齒演化特征，研究人員提出，鳥類在大滅絕中存活下來的原因可能與食性的差異有關(guān)。

　　【儀器網(wǎng) 時事聚焦】在大部分人的印象中，恐龍在6500萬年前那次隕石撞擊導(dǎo)致的大滅絕事件中已經(jīng)全部滅絕，然而現(xiàn)代研究證實(shí)，曾經(jīng)的地球霸主有一支有幸逃過了大滅絕，并生存演化至今，重新繁盛，那就是鳥類。

　　原始鳥類在侏羅紀(jì)與白堊紀(jì)交界時就已經(jīng)出現(xiàn)，成為獸腳類恐龍中獨(dú)立的一支。雖然到白堊紀(jì)晚期，鳥類已經(jīng)高度分化，演化出多種類群，并占據(jù)了大量中小型生態(tài)位，但是獸腳類恐龍中并不缺少體型、生活習(xí)性與鳥類相似的小型恐龍。那么為什么在大滅絕中幸存下來的只有鳥類呢？

　　目前，科學(xué)家還不能完全回答這個問題。而近中科院古脊椎所等單位的一項研究，為探究鳥類幸存的原因提供了新的角度。通過對比鳥類和其它與鳥類親緣關(guān)系較近的非鳥類恐龍的牙齒演化特征，研究人員提出，鳥類在大滅絕中存活下來的原因可能與食性的差異有關(guān)。

　　這項研究的對象包括今鳥類、反鳥類等古鳥類牙齒以及小盜龍、傷齒龍、近鳥龍等小型非鳥類恐龍的牙齒。研究團(tuán)隊利用同步輻射的高解析穿透式X光顯微鏡對比觀察和研究了這些牙齒的微結(jié)構(gòu)。

　　X射線具有穿透能力強(qiáng)、波長短等特性。與可見光相比，X射線具有更高的空間分辨率；與電子束相比，具有更大的穿透力。因此X射線在顯微技術(shù)上有很大的應(yīng)用潛力，可以填補(bǔ)可見光顯微鏡和電子顯微鏡之間的空白，提供高空間分辨和厚樣品三維成像。然而X射線顯微鏡的發(fā)展由于光源的限制一直落后于光學(xué)顯微鏡與電子顯微鏡，指導(dǎo)同步輻射光源的出現(xiàn)。

　　同步輻射是運(yùn)動速度接近光速的帶電粒子在電磁場中偏轉(zhuǎn)時，沿運(yùn)動的切線方向發(fā)出的一種電磁輻射，具有高相干性、高通量、高準(zhǔn)直度、能量連續(xù)可調(diào)、特性精確可控等特點(diǎn)，為 X射線成像提供了良好的平臺?；谕捷椛涞腦射線顯微成像技術(shù)目前已有十?dāng)?shù)種針對不同樣品、不同需求的成像方法，包括全場透射x射線顯微鏡、掃描透射X射線顯微鏡、相干X射線衍射成像等，可以對樣品做到無損的三維結(jié)構(gòu)成像。

　　利用同步輻射X光顯微鏡，研究者發(fā)現(xiàn)，在肉食性恐龍牙齒的牙釉質(zhì)與牙本質(zhì)之間普遍存在的多孔罩牙本質(zhì)層已經(jīng)在古鳥類的牙齒中消失。此外，小型非鳥類恐龍中的一種小盜龍的牙齒標(biāo)本中也沒有發(fā)現(xiàn)多孔罩牙本質(zhì)層。多孔罩牙本質(zhì)層被認(rèn)為是肉食性恐龍為了在掠食過程中對牙齒進(jìn)行避震保護(hù)而演化出來的特殊結(jié)構(gòu)。古鳥類與部分親緣關(guān)系相近的小型恐龍不再具有多孔罩牙本質(zhì)層，可以說明他們的食性已經(jīng)發(fā)生了改變，趨向于雜食或者植食。

　　雖然隕石撞擊引發(fā)了白堊紀(jì)末的生物大滅絕，但物種并不是直接被隕石撞成滅絕。隕石撞擊、火山爆發(fā)使大量灰塵進(jìn)入大氣層長時間遮蔽陽光引起氣候劇變，植物大量死亡引起生態(tài)系統(tǒng)的崩潰，從而造成物種滅絕?？梢栽诖鬁缃^中幸存的生物往往具有這些特點(diǎn)：體型小，對食物的需求量少；生態(tài)位低，食物來源廣。古鳥類食性的改變不僅避開了與肉食性恐龍的競爭，還讓它們在末日來臨時有更多的填飽肚子的機(jī)會，增加生存概率。

　　然而在大滅絕中存活下來的也只有現(xiàn)代鳥類的直系祖先——地棲的今鳥類，樹棲的反鳥類全部滅絕，與今鳥類有著相似條件的小型非鳥類恐龍也沒有逃過滅絕的命運(yùn)。從牙齒化石中發(fā)現(xiàn)的古鳥類食性的改變也只能為鳥類的存活再添上一個可能的原因。

　　資料來源：科技日報

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