圖為主龍類的實鳥舌舌骨演化。圖中可以發(fā)現(xiàn)了翼龍出現(xiàn)了和鳥類趨同的骨化關(guān)舌骨演化趨勢，而飛行有可能促發(fā)了這些舌骨功能的飛行演化。

圖為舌骨化石在主龍化石里的飛行保存，其中A是中國前鼻短吻鱷；B為遼西翼龍；C是玩具翼龍，D是科學(xué)熱河龍，E是家證羽王龍，F(xiàn)是中華龍鳥。

圖為舌骨在鳥類化石和小盜龍里的保存。其中A是小盜龍，B是反鳥，C是孔子鳥，D是紅山鳥，綠色的箭頭指示了最早的上舌骨的保存，藍色的箭頭指示了最早的基舌骨在孔子鳥和紅山鳥里的發(fā)現(xiàn)。
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)新華社北京6月30日電（屈婷）：從恐龍到鳥，一直是進化樹上最引人關(guān)注的謎。近日，中國科學(xué)家從一些罕見帶有舌骨的熱河恐龍化石上得出諸多顛覆性的“新知”：可能由于獲得了飛行能力，鳥類的舌頭才開始漸漸骨化、并逐漸可以伸出口腔，方便它們采食；這一進化革命發(fā)生在距今1.2到1.3億年前的白堊紀早期，最早的“證據(jù)”來自小盜龍和孔子鳥。
這些成果來自中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所李志恒團隊和美國德州大學(xué)奧斯汀分校學(xué)者的合作研究。李志恒采取了一種非常前沿的技術(shù)手段——肌肉造影方法，來研究恐龍和鳥類的舌頭。他想知道：兩者的舌骨和肌肉如何相互作用，又產(chǎn)生了哪些功能？
為此，李志恒團隊先解構(gòu)了13種現(xiàn)代鳥類和3個短吻鱷的標(biāo)本，了解到鳥類舌骨最獨特的地方在于：其骨質(zhì)的部分幾乎延伸到舌頭的最前端。換句話說，包括人類在內(nèi)的哺乳動物舌頭柔軟無骨，而鳥類則都有一條堅硬、靈活的舌頭。
眾所周知，舌頭是取食的關(guān)鍵器官，同時影響著呼吸功能。在進化的道路上，魚類“登陸”成為陸地脊椎動物時，舌頭的出現(xiàn)毫無疑問應(yīng)該位列“革命性的事件”之一。當(dāng)陸地脊椎動物演化成不同物種時，它們的取食、呼吸方式也隨之不同，舌頭和舌骨也發(fā)生變化。
對于鳥類而言，李志恒的研究顯示：隨著現(xiàn)代鳥類取食方式的變化，它們的舌骨也高度分化，顯示出多種與取食相關(guān)的適應(yīng)性特征。比如，蜂鳥用水泵一樣的舌頭來吸食花蜜，因為它們的角舌骨和上舌骨是如此超長，可以幫助它們輕松地把舌頭伸出很長，直到花蕊中去。
但這項研究最有價值之處，是李志恒比對上述現(xiàn)生動物舌器和骨骼的對應(yīng)關(guān)系，“還原”出已滅絕的恐龍和原始鳥類舌頭究竟是如何一步步骨化的。這項研究工作耗時日久，并且需要極為罕見的舌骨化石材料。
幸運的是，中國熱河生物群是早期鳥類演化的“化石寶庫”，特異的埋藏環(huán)境讓纖細的舌骨也保存下來。李志恒研究了11個化石種類的舌骨，包括小型的似鳥恐龍、翼龍甚至暴龍，同樣用肌肉造影方法、X射線斷層掃描獲得了高精度的三維圖像，把它們放在進化樹的譜系中一一比對。
一種演化趨勢因此清晰可辨：隨著飛行能力的獲得，一些似鳥恐龍已經(jīng)不能用“手”來處理食物，這時候舌頭就逐漸成為重要的處理食物的輔助工具。舌頭變得越來越靈活、堅硬，兩邊的舌骨就越來越長，直到在舌頭前端慢慢合攏，產(chǎn)生了一個新的骨化中心——基舌骨。
李志恒說，基舌骨是支撐鳥類舌頭最主要的一塊骨頭。那么，類似鳥類的基舌骨最早出現(xiàn)在哪一只恐龍身上呢？答案是小盜龍——一種跟鳥關(guān)系很近的恐龍。到了早期的原始鳥類——孔子鳥，基舌骨的骨化已經(jīng)清晰可見。這意味著，恐龍在向鳥演化的過程中獲得了復(fù)雜、靈巧的骨質(zhì)舌器。李志恒認為，這一“鳥類演化的關(guān)鍵一步”發(fā)生在距今1.2到1.3億年前的白堊紀早期。
從取食的角度來說，有了基舌骨，似鳥恐龍才得以伸出舌頭去獲取種子、昆蟲等。像短吻鱷那樣短的舌骨，顯然舌頭是無法靈活地伸出去的，只能固定在口腔底部。于是，一個“無心插柳”的發(fā)現(xiàn)是：像電影那樣張開血盆大口、舌頭滴答著口水的霸王龍，從科學(xué)證據(jù)看，那是不可能的。
以前，古生物界對于鳥類舌骨的分化和變異，很少從進化的角度去解釋。而李志恒團隊提出的“新知”——由于鳥類飛行導(dǎo)致新的取食方式，促進了舌骨的分化和活動性等，無疑具有顛覆性。
“舌骨的出現(xiàn)和分化對于人們理解鳥類演化具有重要意義，”李志恒說，但更多的謎題還等待破解，比如鳥類獨特的呼吸和發(fā)聲方式與舌骨有何關(guān)聯(lián)？“由于化石證據(jù)的缺失，這些鳥類演化中關(guān)鍵特征的發(fā)生和改變時間還需要進一步確認。”
相關(guān)報道：舌骨研究為古鳥類演化提供關(guān)鍵性證據(jù)
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所：舌骨的主要作用是支撐舌頭，而鳥類舌骨的獨特之處在于其骨質(zhì)部分還能延伸到靠近舌頭的最前端。舌骨在古生物學(xué)的研究中很少受到關(guān)注，但實際上，舌骨研究可以為滅絕動物的生活方式提供關(guān)鍵性證據(jù)。
6月20日，古脊椎所周忠和團隊和美國德州大學(xué)奧斯汀分校同行在Plos One雜志在線發(fā)表了關(guān)于舌骨研究的最新進展，不但揭示了恐龍的舌頭很可能像短吻鱷那樣短而平扁、固定在口腔底部不能伸出，從而挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)恐龍舌頭復(fù)原以外，還提出了由于飛行而獲得的新的取食生態(tài)促進了舌骨的分化和活動性的新觀點。
基于恐龍、翼龍和現(xiàn)代鱷魚、鳥類之間的親緣關(guān)系，該項工作比較了恐龍、翼龍、短吻鱷和現(xiàn)代鳥類的舌骨及相關(guān)肌肉，以及這些性狀在不同譜系中的演化趨勢。比較解剖的研究工作主要通過利用杰克遜學(xué)院高精度X-射線斷層掃描以及增強CT造影所獲取的高精度圖像以及三維重構(gòu)完成，對比標(biāo)本包括了大量的現(xiàn)代標(biāo)本的舌骨，分別來自3個短吻鱷以及13種現(xiàn)代鳥類（從鴕鳥、鴯鹋、鴨子和鵪鶉）；還包括11個化石種類的舌骨，這些化石主要來自中國的熱河生物群，包括小型的似鳥恐龍、翼龍甚至暴龍，由于舌骨在化石中的保存較為罕見，這些標(biāo)本完好的舌骨顯得尤為珍貴。
結(jié)果顯示，大多數(shù)恐龍的舌骨和短吻鱷類似，短小而簡單，無法支持舌頭的自由活動。舌骨的形狀在翼龍、似鳥恐龍甚至在鳥類自身中，具有多樣性。舌骨靈活性提高有關(guān)很可能與飛行有關(guān)，因為飛行大大擴展了這些類群的取食生境，恐龍在向鳥類演化的過程中獲得了復(fù)雜以及靈巧的骨質(zhì)舌器。伴隨著現(xiàn)代鳥類的生境的分異，舌骨進一步高度分化，顯示出多種和取食相關(guān)的適應(yīng)性特征，例如鴨子、啄木鳥、蜂鳥等。
舌器的分化對于理解鳥類演化具有重要的意義，未來的研究將會進一步關(guān)注和舌骨功能變化的相關(guān)解剖結(jié)構(gòu)的改變，例如鳥類顯示出舌骨后面連接的咽喉位置的后移很可能影響其發(fā)聲和呼吸方式，不過由于化石證據(jù)的缺失，這些關(guān)鍵特征的改變以及發(fā)生時間還需要進一步確認。
這項研究得到中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委、美國史密斯國家博物館、貝蒂穆爾基金會的資助。
原文鏈接：http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0198078