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芝加哥始祖鸟提供了有关头骨进化、软组织结构和第三代羽毛的第一个证据的罕见的 3D 见解，标志着飞行起源的关键阶段。由美国中科院古脊椎动物与古人类研究所韩虎博士和芝加哥菲尔德自然历史博物馆景迈奥康纳博士领导的美籍华裔科研小组宣布发现并完成了第14个已知始祖鸟标本的科学描述，现称为芝加哥始祖鸟。
芝加哥始祖鸟生态复原图，作者：迈克尔·罗斯曼。图片来源：奥康纳等人，《自然》杂志
由于其保存完好，研究团队利用高分辨率CT扫描和3D重建技术，对其骨骼结构、软组织和羽毛进行了极其细致的检查。他们的分析为理解从非鸟类恐龙向早期鸟类过渡过程中的头骨演化和飞行相关的适应性提供了宝贵的见解。该研究于2025年5月发表在《自然》杂志上。
芝加哥始祖鸟的照片和解释性线条图。图片来源：O'Connor 等人，《自然》杂志
始祖鸟是迄今为止发现的最具标志性的化石物种之一。达尔文《物种起源》发表后不久，始祖鸟的首次发现为进化论提供了令人信服的证据。160多年来，这只“第一只鸟”一直吸引着科学家和公众的关注。然而，由于化石保存和技术方面的限制，其生物学的许多方面仍悬而未决。
这块新近描述的芝加哥始祖鸟标本于2022年被菲尔德博物馆购得，是已知最小的始祖鸟，体型与鸽子相当。它几乎完好无损，许多骨骼以近乎三维的形式保存下来，并包含罕见的软组织印记，例如皮肤、趾垫和羽毛。这使其成为理解早期鸟类进化的里程碑式发现。
芝加哥始祖鸟头骨3D模型及近鸟类腭部演化。图片来源：O'Connor等人，《自然》杂志
由于标本保存状态异常，研究团队对其进行了高分辨率CT扫描，并创建了化石的数字3D模型。扫描结果显示，该化石的头骨几乎完整，包括保存完好的腭部。腭部的结构似乎处于进化的中间阶段——比伤齿龙科恐龙的腭部更先进，但进化程度低于晚白垩世鸟类。这表明，从非鸟类兽脚类恐龙的固定头骨到现代鸟类更灵活的头骨的进化过程中，存在一个过渡阶段。
这项研究还保留了软组织的细节。值得注意的是，始祖鸟的趾垫与现代地面觅食鸟类的趾垫相似，这表明始祖鸟很可能适应陆地活动而非捕食。这些特征支持了始祖鸟生活方式多样的观点，它们既在地面生活，也可能在树上生活，这表明其生态范围比之前假设的更为广泛。
芝加哥始祖鸟的羽毛分布。图片来源：O'Connor 等人，《自然》杂志
值得注意的是，芝加哥始祖鸟也是已知第一只保留三级飞羽的始祖鸟。三级飞羽连接肱骨和尺骨，占据着翼和身体之间的空间。这些羽毛被认为有助于在飞行过程中形成连续的气动表面。由于此类结构从未在任何非鸟类长有羽毛的恐龙身上观察到，因此它们在始祖鸟身上的存在表明它们可能代表着一种与飞行相关的创新，凸显了向动力飞行迈出的进化步伐。
芝加哥始祖鸟也标志着先进技术方法在古生物学应用方面的进步，特别是在3D扫描和重建、软组织识别以及对已灭绝鸟类谱系的生态推断方面。
编译自/scitechdaily
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