用食谱“扒一扒”鸟类先祖 热河鸟的小秘密

早白垩世热河生物群（距今1.35～1.20亿年），以辽宁西部、河北北部和内蒙古东南部为核心分布区，是世界级的陆地特异埋藏化石宝库（规模大、类型丰富）。这其中就包括鸟类的先祖——原始热河鸟（以下简称“热河鸟”）的化石。

热河鸟喙部粗壮，但只有几颗很小的牙齿。与今天的鸟类不同，它的尾巴像恐龙一样，由20多节骨质尾椎组成。作为最早的鸟类谱系之一，对其食性的研究不仅可以全面了解鸟类生态多样性的起源，而且有助于解开鸟类与开花植物间的共同进化之谜。

那么，鸟类与植物间的共同进化之谜指的是什么呢？原来，现代鸟类和植物在种子传播、授粉、吸食花蜜机制等方面存在密切的互惠关系。研究人员猜测，古鸟类在被子植物起源和早期多样化中发挥着关键的共同进化作用。然而，因为一直缺乏直接的化石证据，这样的假说很难被验证。如今，关于这一假说的研究有了突破性进展。

不同于兽脚类恐龙（大多是肉食性的、小部分次生性植食或杂食），很多中生代的鸟类以植物为食。牙齿的退化、腹部富集的胃石（由食物残渣与多种物质在胃内形成的、不能排出胃腔的块状结构）都是它们植食性的间接证据。它们的胃部还保存了种子化石。

但是，这些种子化石究竟属于裸子植物还是被子植物？用什么方法才能锁定它们的类型呢？是否存在这样一种物质，经过亿万年的沉积，仍然可以携带大量信息呢？答案是肯定的，这就是植硅体——一种微体植物化石。

植硅体指的是某些高等植物从地下水中吸取了可溶性二氧化硅，二氧化硅会沉淀于植物细胞内部或者外部位置，从而形成含非晶态的二氧化硅颗粒。植硅体具有耐酸、耐高温、抗分化、分布广的特性。

在热河鸟化石腹腔的肋骨附近，研究人员发现了类似消化道残留的黑色炭化胶结物。用CT扫描这一黑色部位，发现其内部还隐藏了少数表面光滑、椭圆形的胃石。这些胃石和残留物混杂在一起，在特殊的埋藏环境中被保存了下来。经过多次尝试，研究人员从中成功提取出了植硅体。

为了明确这些植硅体的来源，研究人员整理对比了4000余种植物的植硅体数据，发现它们在形态和纹饰上与现生木兰类植物叶片植硅体最为接近，这说明热河鸟的叶食性。

同时，研究人员还发现了可能来自双子叶植物（胚具2枚子叶的被子植物）叶片毛细胞组织的毛基型植硅体，进一步佐证了热河鸟的叶食性。

作为补充性分析，研究人员对热河鸟和现生鸟类主要支系的下颌（hé)三维几何形态数据集进行了分析。结果显示，热河鸟的下颌形态与麝雉（生活在南美洲热带森林中，主要以叶子为食的现生鸟）十分接近。这一结果进一步印证了由植硅体分析得出的热河鸟食叶习性的结论。

由此可知，早期鸟类不仅可以从水果和种子中获得能量，还可以从更难消化的叶子中提取营养。更重要的是，我们知道了这是来自被子植物木兰类植物的叶子。

回到文章开头的那个问题，鸟类与开花植物之间是如何共同进化的？通过对热河鸟食性的研究，我们发现，白垩纪早期，鸟类经历了一场特别的进化，那里不仅有食鱼的今鸟类、食虫的反鸟类，还有大量以植物为食、处在鸟类进化支系基干位置的热河鸟。和我们今天看到的鸟类多种不同食性类似，早在1亿多年前的辽西地区，伴随着开花植物的繁盛，鸟类在演化中也开始了新的尝试。

中国科学家通过植硅体研究，为热河生物群谱写了一页精彩的篇章。我们仿佛看到，1.2亿年前， 一只身披华丽羽毛的大鸟正是鸟类的祖先之一——热河鸟，它扇动宽阔的双翼，飞上枝头，在木兰树上悠闲地吃着果实与树叶。

本文来自《知识就是力量》杂志，原标题《揭秘古鸟食谱》，撰文/吴妍，有删改，原创作品转载请注明来源。