中美团队在始祖鸟芝加哥标本中首次发现三级飞羽

封面新闻记者 谭羽清 图片由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所提供

始祖鸟身披羽毛，兼具恐龙与鸟类的特征，对它的研究是人们理解鸟类起源，探寻恐龙如何向鸟类演化的重要依据。

5月14日，记者从中国科学院古脊椎动物与古人类研究所（以下简称：古脊椎所）获悉，中美两国科学家团队联合报道了最新问世的第14件始祖鸟标本——芝加哥始祖鸟。研究中，科学家团队运用高精度CT扫描重建等手段，揭示了始祖鸟的骨骼、软组织及羽毛等此前未知的细节，为恐龙到鸟类演化关键期的头骨演化和飞行适应等提供了关键证据。

芝加哥始祖鸟生态复原图

该项研究由古脊柱所研究员胡晗与美国菲尔德自然历史博物馆专家共同领导的中美团队完成，相关研究成果于2025年5月14日发表于《自然（Nature）》期刊上。该杂志的同行评审专家认为，“这是目前保存最为完好的始祖鸟标本尤其是头骨部分，具有极大的研究价值”。此外，芝加哥始祖鸟的研究也标志着相关技术手段在古生物尤其是古鸟类研究中的进一步应用，尤其是在三维重建、软组织识别及生态功能推测方面的巨大潜力。

始祖鸟是全世界最有名的化石物种之一，它的横空出世紧随着达尔文《物种起源》的发表，为当时饱受争议的演化论提供了强有力的支持。在此后的160多年间，人们始终对这种神秘鸟类保持着极大的探究热情，然而受限于保存情况和技术条件，这种已知最古老鸟类的许多秘密仍一直尘封在索伦霍芬的石板中。

此次报道的芝加哥标本由菲尔德自然历史博物馆收藏于2022年，是目前发现体型最小的始祖鸟标本，只有近鸽子大小。这件标本不仅极为完整，大部分骨骼还保存较为立体，同时保存有罕见的软组织如皮肤、趾垫和羽毛等重要信息，为深入理解其形态信息与生态适应提供了独一无二的证据。

芝加哥始祖鸟标本照片及线图

在这项研究中，胡晗研究员带领团队成功对芝加哥始祖鸟标本进行了高精度CT扫描和三维重建。重建结果显示，该标本几乎完整保存了整个头骨，尤其罕见地保存了完整的腭区结构。这一结构表明，始祖鸟的头骨形态介于伤齿龙类和其他白垩纪鸟类之间，代表着从非鸟恐龙缺乏灵活性的头骨向更轻便灵活的鸟类型头骨过渡的关键阶段。此次重建的结果不仅为理解始祖鸟自身特征提供了重要线索，也为今后开展化石鸟类头骨的三维功能形态分析奠定了基础。

芝加哥始祖鸟的头骨三维模型及副鸟类腭区演化示意图

除了骨骼信息外，研究还发现了多处清晰的软组织痕迹，尤其是足部保存的趾垫形态与现生地栖鸟类相似，可能具备良好的地面行走能力，显示始祖鸟的生活方式较以往的认知更为多样。

芝加哥始祖鸟的羽毛分布图

与此同时，芝加哥标本是首件发现三级飞羽的始祖鸟标本。这种附着在肱骨和尺骨上的羽毛位于翅膀和身体之间，可能在飞行过程中协助维持连续的空气动力学平面，从而实现和提高飞行效率。这一结构在非鸟恐龙中从未出现，显示这些羽毛可能是为了适应主动飞行而演化出的创新特征。