生物通报道：本周，Science杂志公布了基因组研究的一项重大成果：由多国多个研究机构组成的国际科研小组破解了45种鸟类的基因组测序，并由此构建了迄今为止最完备的鸟类进化树，揭示了一些最早的鸟类是如何歧化的，回答了许多长期存在的、有关鸟类、鳄鱼类和恐龙的问题，并阐释了鸟类性染色体的演化、鸟类与人类的发声学习以及导致鸟类失去其牙齿的过程。

这些成果分别公布在Science，enome Biology以及GigaScience等杂志上，这一期（12月12日）的Science杂志也发表了8篇论文，并加入了社论，评论性文章，组成了一个专辑。

其中一篇综述类文章中，中科院古脊椎研究所的徐星研究员就特别介绍了近期追踪鸟类足迹的新成果，尤其是中国东北部地区羽毛恐龙化石的发现，徐星将目前发育生物学，功能解剖学，以及古生物学记录整合在一起，提出了一些新观点。

在过去的20年中，古生物学家们在中国新疆准噶尔盆地、内蒙古东南部和辽宁西部以及德国和俄国西伯利亚侏罗系地层中，在中国东北地区、蒙古戈壁地区、北美、南美以及非洲的白垩系地层中发现了大量化石，为鸟类恐龙起源说提供了一系列新证据，推动了上述问题的解决，鸟类起源从时间框架上、从主要结构的转化上以及从功能演化上，已经有大量系统性证据的支持，恐龙向鸟类的转化已经成为了支持度最高的主要演化事件之一。

古生物学的研究进展同时激发了包括发育生物学等其他学科的学者对于鸟类起源研究的兴趣，他们从各个角度探讨鸟类主要特征的起源和演化规律，进一步完善了我们对于鸟类起源的理解。

通过对来自包括古生物学在内的各个学科的新证据的分析，徐星等指出，鸟类的主要特征，包括羽毛、飞行、快速生长模式以及独特的生殖方式和生理特征，实际上经历了一个漫长的演化过程。许多特征在兽脚类恐龙的演化早期，甚至在主龙类的演化早期，已经开始出现，其中一些特征远在鸟类出现之前，已经演化到接近现代鸟类的水平，另外一些则在鸟类冠类群出现时才完成。不过，在某些演化阶段，鸟类特征的演化速度明显加速，一些重要特征的演化相关性明显；同时，鸟类特征还体现出明显的镶嵌演化现象，呈现出一个非常复杂的模式。

采用整合性方法研究鸟类起源的一个重要例证来自对鸟类翼指演化的研究。手盗龙类恐龙和现代鸟类都有三个手指，如果二者存在祖裔关系，那么他们的三个手指应该是同源的。经典胚胎学研究显示，现代鸟类的三个翼指相当于我们人类手部的中间三个手指（即II-III-IV同源假说），但恐龙化石证据则显示，手盗龙类恐龙的三个手指应该是内侧三个手指（即I-II-III同源假说），这样就产生了同源判断上的矛盾，这一问题也成为了演化生物学上的一个经典悖论。近年来，古生物学和现代生物学家都试图解决这一问题。非常意外的是，一方面，古生物学家发现了一些化石证据，显示手盗龙类恐龙的三个手指有可能是II-III-IV手指；另一方面，发育生物学家发现了大量基因表达和其他发育学信息，显示出现代鸟类的三个翼指有可能是I-II-III手指。徐星等提出，只有综合分析所有信息，建立统一的平台，才能解决这一复杂的矛盾冲突。

在这篇综述文章中，徐星等对于鸟类起源研究的未来发展方向提出了建议，强调整合的方法一定会推动我们对于许多问题的解决。徐星等一直在古生物学领域推动多学科交叉，用整合方法探讨重要生物结构的演化，并取得了一系列重要成果。

原文摘选：

An integrative approach to understanding bird origins

The origin of birds is one of the most enduring and dramatic evolutionary debates. The hypothesis that the primarily small-sized birds are nested within a theropod dinosaur group that includes the gigantic Tyrannosaurus rex has been supported by strong fossil evidence, but until recently, several important issues remained unresolved, including the origins of feathers and flight, the “temporal paradox” (the coelurosaurian theropods occur too late in the fossil record to be ancestral to the Jurassic bird Archaeopteryx), and supposed homological incongruities (e.g., the suggested homologies of three fingers in tetanuran theropods are different from those of living birds). Recent discoveries of spectacular dinosaur fossils from China and elsewhere provide new information to address these issues, and also prompt numerous studies in disciplines other than paleontology that help explain how bird characteristics originated and evolved.

 

 

 

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