科研人员找到恐龙演化成鸟的重要分子学特征

恐龙演化成鸟的重要分子学特征：一场蛋白质层面的变革之旅

随着中科院的消息传来，由中美科研人员联手组成的一支顶尖团队在一项令人振奋的研究中取得了突破性进展。他们在对比早期带羽毛恐龙与现代鸟类时，发现了一种重要的生物学差异：构成羽毛的结构蛋白有所不同。这一发现揭示了恐龙逐渐演化成鸟类的分子学层面的关键特征，相关研究为我们理解羽毛演化的奥秘提供了全新的视角。这一成果已经发表在享有盛誉的《美国科学院院报》(PNAS)上。

回溯历史长河，恐龙是地球上最早出现的爬行动物之一，它们在大约2.3亿年前开始统治地球，并在全球陆地生态系统中占据主导地位长达1.6亿年之久。大约在6500万年前，这些强大的生物突然消失。尽管生物学家普遍认为鸟类是恐龙的直系后裔，但恐龙是如何演化成鸟类以及羽毛是如何赋予它们飞行能力的这一问题仍然困扰着科学家们。

为了揭开这一谜团，科学家们将目光投向了处于进化过渡阶段的带羽毛恐龙。在这次研究中，科研团队选择了迄今为止发现的最早的带羽毛恐龙之一——侏罗纪近鸟龙作为研究对象，并将其与现代鸟类的代表鸡进行了深入对比。通过运用现代超微结构检测等多种尖端技术，研究人员发现现代鸟类发育成熟的羽毛中，超过90%由β-角蛋白构成。这种蛋白质形成的构架纤维直径仅有约3纳米，为鸟类的飞行提供了分子结构的基础。近鸟龙的化石飞羽虽然也有少量β-角蛋白的存在，但主要由α-角蛋白构成。与β-角蛋白相比，α-角蛋白的构架纤维直径较粗、质地较软、活动性也较弱。这表明尽管近鸟龙可能已经具备了一定的飞行能力，但这种能力还不足以支撑与鸟类相似的飞行方式。

通过分子生物学方法，科研人员还进一步了包括始孔子鸟和燕鸟在内的多种原始鸟类的羽毛结构。令人惊奇的是，他们发现越接近现代的鸟类，其羽毛中β-角蛋白的含量越高。甚至在大约2万年前至现代的鸟类飞羽化石中，其羽毛的分子结构已经与现代鸟类完全相同。这表明羽毛的分子结构经历了逐步演化过程。研究团队指出，早期恐龙的羽毛可能与飞行无关，主要功能是取暖或防御。随着演化过程的推进，不善飞行的恐龙逐渐演化成了具有飞行能力的鸟类。这一过程复杂而漫长，其中羽毛结构蛋白的改变是非常关键的一步。这一重大发现的领军人物南古所副研究员泮燕红表示：“我们的研究不仅证实了羽毛分子结构的逐步演化过程，还为未来进一步揭示恐龙与鸟类演化的关系提供了宝贵的线索。”这一发现无疑为我们理解生命演化的奥秘又打开了一扇新的大门。