港大團隊為了解古鳥類的飲食習性建立框架
2021年07月13日
認識動物飲食習性是了解牠們行為和所擔當角色的重要一環。這在古生物中尤其困難,因為其化石難以保留我們研究所需的全部資訊。重建古鳥類的飲食特別困難,因為牠們的身體既小又脆弱,很難保存。目前,我們對古鳥類飲食的了解大多建基於在化石體內保存的食物,但這情況非常罕見。在中生代(恐龍統治地球的時期)已知的150多種鳥類中,只有7種在其胃中保存了食物殘餘(圖1)。
香港大學博士研究生Case Vincent MILLER及其導師、研究助理教授兼理學院助理院長(電子學習)文嘉棋博士(地球及行星科學研究部以及地球科學系古脊椎動物實驗室)希望可以改變這點,為古鳥類食性建立框架。他們閱讀超過1,000份有關動物飲食的論文,特別是鳥類和非鳥類恐龍的,同時也廣泛閱讀醫學和材料科學等領域的創新成果。最後,他們制定了7種技術框架,綜合古鳥類的飲食習性(圖2)。文博士指出:「作為科學家,僅憑一個證據下定論是非常冒險的。你需要幾個證據來支持你的觀點。」
研究團隊表示,關於古鳥類飲食的定量研究很少,但是在審查中,他們發現古鳥類在飲食方面有一些先前未有共識的。第一種是來自中國北方早白堊紀的反鳥類神七鳥,其爪的形狀和下顎的動力學(圖3)表明它是肉食性動物。第二種是孔子鳥(圖4),它是最早的帶喙古鳥之一,在中國北方的白堊紀地層有數百個標本。兩種不同的下顎力學指標顯示它適合食用植物,其中包括去年Miller和文博士的一項研究(見註1)。他們指出,儘管進行了一些定量研究,最早的鳥類始祖鳥的食性仍然不完全確定。這些研究的相互矛盾,可能源於始祖鳥的不同個體吃了不一樣的東西。
研究團隊的下一個目標是將其框架應用於食性尚未被研究的古鳥類。Miller說:「當我開始攻讀博士時,我計劃研究科學家還沒有弄清楚的那些稀有鳥類的飲食。但令我驚訝的是,原來大多數古鳥類的飲食依然存疑!我已經選定了幾個中生代鳥類,並建立了幾個有趣的食性假設,可以在我攻讀博士期間驗證。我們將框架初步應用於其中一個類群,成功將其飲食可能性從五種收窄到兩種,並將已知古鳥類食性的數量增加了近兩成。對於任何對中生代鳥類生態學和當今鳥類多樣性起源感興趣的人,我認為前路非常光明。」
論文剛刊於Biological Reviews,連結請見: https://doi.org/10.1111/brv.12743
關於此研究的介紹短片:https://youtu.be/ERTA-Mn-KnI
相片下載及說明:https://www.scifac.hku.hk/press
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補充資料:
1. 港大共同研發的激光造影技術揭示早期鳥喙的形態、功能和發展 (2020年 9月):
https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/21574.html
2. 鳥類近親大部分具有接近進化出飛行動力的潛能惜少數能衝破門檻 (2020年 8月):
http://www.hku.hk/press/c_news_detail_21405.html
3. 古代鳥類初生時能夠自行活動 (2019年 3月):
https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_19256.html
4. 港大嶄新激光技術揭示最早發現的羽毛化石並不屬於始祖鳥(2019年2月):
https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_19063.html
5. 港大恐龍學者發現新品種擁有飛行相關羽毛的似鳥恐龍 –滕氏嘉年華龍(2017年 5月):
https://www.hku.hk/press/c_news_detail_16295.html
6. 港大古生物學家利用新技術準確重塑恐龍身體輪廓 帶羽毛恐龍真貌首次展現(2017年 3月):
https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_15989.html
7. 科學家揭示恐龍如何能擺動其尾羽(2013年 5月):
https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/c_9693.html