跗骨是鸟类后肢骨骼的重要组成之一,其形态特征对恢复鸟类的行为和习性具有重要的指示意义。
正文
包括跗骨和跖骨
跗骨跗骨(tarsal bones):属短骨,共7块,可分为三列。近侧列有上方的距骨和下方的跟骨。远侧列由内侧向外侧,依次为内侧楔骨、中间楔骨、外侧楔骨和骨。近侧列和远侧列之间有一块舟骨。
跖骨
跖骨(metatarsal bones):属于长骨,共5块,由内侧向外侧依次为第1-5跖骨。跖骨近侧为底,中部为体,远侧端为头。
跗跖骨
跗骨从发生上讲是部的骨骼,属于脚骨的部分,而不属于腿。通过对大量现生鸟类的跗跖骨进行对比研究,得出鸟类的跗跖骨远端特征可以被用来作为判断鸟类栖息习性的依据。地栖性鸟类的跗跖骨远端由第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ跖骨滑车组成典型的“三角”模式,而树栖性鸟类的跗跖骨远端则是由位于同一平面位置的第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ跖骨滑车组成典型的“滚轴”模式。由此还尝试对中生代鸟类的栖息习性和功能作了检验和判定,依此鉴定与借助其他依据识别的结果比较一致。鸟类跗跖骨远端形态结构的观察与研究,对评判古鸟的栖息习性以及鸟类的栖息演化历史都具有重要意义。
甘肃鸟的跗跖骨
早白垩世化石。甘肃鸟与现生鸟类有许多一致性:如胫骨末端己进化为鸟类所特有的胫跗骨关节;跖骨己愈合为一个跗跖骨;己形成鸟类第一趾与其他三趾相对的趾型。
甘肃鸟还具有一些明显的原始特征,如胫跗骨远端无骨质腱桥(这是早期鸟类的共同性质);跗跖骨近端血管孔、胫肌前结节和屈腱膜管均不发育;跗跖骨远端尚未愈合完全等。
甘肃鸟自身尚有一些特点:
①胫跗骨骨壁厚,内外关节髁差异大,外髁特别宽大,内髁窄;
②跗跖骨较第3、4趾骨短,顶面杯状凹大小差异大,凹间纵嵴高;
③从跗跖骨前面,骨体末端与第三滑车面呈圆柱状下伸,与邢目接近;
④跗跖骨第二趾滑车的位置特别高,远远上升到第三趾骨以上的骨体上;
⑤第一趾骨相当长,第四趾骨较第三趾骨长,为最长者,与现生的某些鹈形类相似。
甘肃鸟己具胫跗关节,跖骨己完全愈合,尽管它与始祖鸟出现的时代相距不太长,但其进步性质却非常明显。甘肃鸟第4趾骨比第3趾骨长,跗跖骨相对较弱,与黄昏鸟属和鱼鸟接近,尤与比甘肃鸟晚数千万年的鱼鸟接近。甘肃鸟与始祖鸟无直接的近亲关系。甘肃鸟很可能是现生滨岸和水生鸟类的祖先。甘肃鸟的发现,使很不连续的鸟类早期进化谱系中增加了一个重要的新环节。
“甘肃鸟”的发现为“现代鸟类来自水生”的观点提供了有利证据
多年来,学术界在鸟类起源的问题上一直争议不休,主要是因为早期鸟类化石材料太少,除了屈指可数的“始祖鸟”化石之外,其他地区并没有重要的早期鸟类化石发现。
现在,一种叫“甘肃鸟”(Gansus yumenensis)的新化石的发现,让这个谜团有望得到破解。
2006年6月15日,中美科学家在华盛顿哥伦比亚特区宣布,在甘肃省玉门附近昌马镇发现了生活在约1.1亿年前的“甘肃鸟”的较完整化石,分析显示,这种有翅的鸟能像鸭子一样潜水。这一发现填补了鸟类进化史的空白,也为现代鸟类来自水生的观点提供了有力佐证。这个成果发表在6月16日的《自然》杂志上。
论文的第一作者,中国地质科学院地质研究所研究员尤海鲁说:“我们都想知道现代鸟类的共同祖先在哪儿。在发现‘甘肃鸟’之前,跟现生鸟类的共同祖先关系最近的鸟类是在白垩纪晚期的北美,我们现在的发现就把这个时间提早了上千万年。另外,我们发现的标本也很好,除了颅骨以外,其他标本都非常好,还包括软组织,我们可以从早期鸟类的解剖上、结构上和生活环境上都获得一个比较完整的概念,早期鸟类到底是怎么样的。”
科学界认为,鸟类起源后有两大类,一个是反鸟类,另一个是今鸟类。反鸟类在白垩纪末期与恐龙一起灭绝了,没有留下后代;而今鸟类最终向现代鸟类发展。一同参与该项目研究的美国犹他南方州立学院(Dixie State College of Utah)研究员哈里斯(Jerald Harris)表示,“甘肃鸟”是今鸟类中已知的最古老的一种,研究价值很大。
根据论文的描述,“甘肃鸟”与现代鸽子一般大,它身体的上半部结构表明它能从水面起飞;后腿和蹼足的细节显示,它可能是靠足推进的潜水鸟,很像现代的鸭子,但能力稍逊。另外,“甘肃鸟”骨骼中空程度低,因此较重也较笨拙。
科学家分析,“甘肃鸟”可能以鱼、昆虫为食,偶尔也吃植物,但由于这次发现的化石没有头部,其饮食结构尚无法确定。
1984年,中科院古脊椎动物与古人类研究所在玉门昌马地区发现的鸟骨化石,成为我国第一件中生代鸟类化石,这一化石后被命名为“甘肃鸟”。
单爪龙的跗跖骨
单爪龙(Mononykus)是一小型的兽脚类恐龙,与鸟类有亲缘关系。生活在距今7千2万年前的晚白垩世,主要分布于蒙古西南部。单爪龙有几个重要的特征都与鸟类有关,比如它的龙骨突,这是鸟类的典型特征;又如其退化的腓骨(不与跗骨连接)也是一个与鸟类共有的特征。(鸟类的腓骨退化,后肢骨片愈合。腓骨退化,胫骨与近排跗骨愈合形成胫跗骨,后排跗骨与跖骨愈合为显著加长的跗跖骨)。