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恐龍滅絕為何鳥類存活 X光顯微鏡找到答案

2020-04-27 11:12:17來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：鳥類閱讀量：4110

　　【儀器網(wǎng) 時事聚焦】在大部分人的印象中，恐龍在6500萬年前那次隕石撞擊導(dǎo)致的大滅絕事件中已經(jīng)全部滅絕，然而現(xiàn)代研究證實，曾經(jīng)的地球霸主有一支有幸逃過了大滅絕，并生存演化至今，重新繁盛，那就是鳥類。

　　原始鳥類在侏羅紀(jì)與白堊紀(jì)交界時就已經(jīng)出現(xiàn)，成為獸腳類恐龍中獨立的一支。雖然到白堊紀(jì)晚期，鳥類已經(jīng)高度分化，演化出多種類群，并占據(jù)了大量中小型生態(tài)位，但是獸腳類恐龍中并不缺少體型、生活習(xí)性與鳥類相似的小型恐龍。那么為什么在大滅絕中幸存下來的只有鳥類呢？

　　目前，科學(xué)家還不能完全回答這個問題。而近中科院古脊椎所等單位的一項研究，為探究鳥類幸存的原因提供了新的角度。通過對比鳥類和其它與鳥類親緣關(guān)系較近的非鳥類恐龍的牙齒演化特征，研究人員提出，鳥類在大滅絕中存活下來的原因可能與食性的差異有關(guān)。

　　這項研究的對象包括今鳥類、反鳥類等古鳥類牙齒以及小盜龍、傷齒龍、近鳥龍等小型非鳥類恐龍的牙齒。研究團隊利用同步輻射的高解析穿透式X光顯微鏡對比觀察和研究了這些牙齒的微結(jié)構(gòu)。

　　X射線具有穿透能力強、波長短等特性。與可見光相比，X射線具有更高的空間分辨率；與電子束相比，具有更大的穿透力。因此X射線在顯微技術(shù)上有很大的應(yīng)用潛力，可以填補可見光顯微鏡和電子顯微鏡之間的空白，提供高空間分辨和厚樣品三維成像。然而X射線顯微鏡的發(fā)展由于光源的限制一直落后于光學(xué)顯微鏡與電子顯微鏡，指導(dǎo)同步輻射光源的出現(xiàn)。

　　同步輻射是運動速度接近光速的帶電粒子在電磁場中偏轉(zhuǎn)時，沿運動的切線方向發(fā)出的一種電磁輻射，具有高相干性、高通量、高準(zhǔn)直度、能量連續(xù)可調(diào)、特性精確可控等特點，為 X射線成像提供了良好的平臺。基于同步輻射的X射線顯微成像技術(shù)目前已有十?dāng)?shù)種針對不同樣品、不同需求的成像方法，包括全場透射x射線顯微鏡、掃描透射X射線顯微鏡、相干X射線衍射成像等，可以對樣品做到無損的三維結(jié)構(gòu)成像。

　　利用同步輻射X光顯微鏡，研究者發(fā)現(xiàn)，在肉食性恐龍牙齒的牙釉質(zhì)與牙本質(zhì)之間普遍存在的多孔罩牙本質(zhì)層已經(jīng)在古鳥類的牙齒中消失。此外，小型非鳥類恐龍中的一種小盜龍的牙齒標(biāo)本中也沒有發(fā)現(xiàn)多孔罩牙本質(zhì)層。多孔罩牙本質(zhì)層被認(rèn)為是肉食性恐龍為了在掠食過程中對牙齒進行避震保護而演化出來的特殊結(jié)構(gòu)。古鳥類與部分親緣關(guān)系相近的小型恐龍不再具有多孔罩牙本質(zhì)層，可以說明他們的食性已經(jīng)發(fā)生了改變，趨向于雜食或者植食。

　　雖然隕石撞擊引發(fā)了白堊紀(jì)末的生物大滅絕，但物種并不是直接被隕石撞成滅絕。隕石撞擊、火山爆發(fā)使大量灰塵進入大氣層長時間遮蔽陽光引起氣候劇變，植物大量死亡引起生態(tài)系統(tǒng)的崩潰，從而造成物種滅絕?？梢栽诖鬁缃^中幸存的生物往往具有這些特點：體型小，對食物的需求量少；生態(tài)位低，食物來源廣。古鳥類食性的改變不僅避開了與肉食性恐龍的競爭，還讓它們在末日來臨時有更多的填飽肚子的機會，增加生存概率。

　　然而在大滅絕中存活下來的也只有現(xiàn)代鳥類的直系祖先——地棲的今鳥類，樹棲的反鳥類全部滅絕，與今鳥類有著相似條件的小型非鳥類恐龍也沒有逃過滅絕的命運。從牙齒化石中發(fā)現(xiàn)的古鳥類食性的改變也只能為鳥類的存活再添上一個可能的原因。

　　資料來源：科技日報

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