?小行星撞擊地球想象圖（圖片來源：wooster.edu）

撰文 | 廖俊棋（中科院古脊椎動物與古人類研究所）

責(zé)編 | 惠家明

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6600萬年前，一顆直徑10公里的小行星撞擊地球，其威力連百萬枚核彈都望塵莫及。如此飛來橫禍引起地震、海嘯、森林大火以及火山的高度活躍，揚起的塵土遮天蔽日。輝煌的恐龍王朝被這一連串劇變終結(jié)，僅剩下一支后裔幸存至今——鳥類。

鳥類起源于1.65~1.5億年前的侏羅紀(jì)時期，是獸腳類恐龍的后代，至今仍有超過10000個現(xiàn)生種廣布全球。人們也許會好奇，同樣是經(jīng)歷了小行星撞擊，憑什么恐龍滅絕消失，鳥類反而繁衍昌盛了呢？

實際上，這是一個誤解。人們往往忽略了這樣一個事實：白堊紀(jì)末期的大滅絕也造成了部分鳥類的絕種。其中，只有“今鳥類”（Neornithes）這一類群熬過了生物大滅絕事件[1]。

那么，今鳥類為何能一枝獨秀地幸存下來？學(xué)者們有各種推測，這其中包括了快速生長素率假說、高代謝率假說。還有研究認為，這要歸因于今鳥類擁有更強大的肌肉骨骼系統(tǒng)，以及它們的喙部更適合吃種子[2-6]。而Current Biology雜志最新的封面文章則指出：地棲生活也許才是這些鳥類躲過滅絕的真正原因[7]。

在我們的印象中，多數(shù)鳥類的生活是和樹木分離不開的。但是發(fā)表上述封面文章的巴斯大學(xué)等機構(gòu)的研究團隊則發(fā)現(xiàn)，在地球遭受行星撞擊后，鳥類幾乎“無樹可居”。

小行星撞擊地面的瞬間，光是沖擊波就鏟平了方圓1500公里的森林，高溫更造成大火蔓延。雪上加霜的是，灰燼所帶來的酸雨、粉塵所帶來的日光遮蔽，最終引發(fā)了植物生態(tài)系統(tǒng)的崩盤[8-10]。而該研究團隊進一步指出，此次森林災(zāi)難不僅是全球性的，更維持了將近一千年的時間。

他們之所以敢下如此結(jié)論，其證據(jù)來自孢粉化石。孢粉，指的是植物的孢子及花粉。不同種類植物的孢粉形態(tài)殊異，好比人的指紋一樣。植物體大多非常脆弱，能形成化石的少之又少。但是孢粉有著堅實的外壁，易于形成化石，且數(shù)量眾多。舉例來說，歐亞槭（Acer pseudoplatanus）的一朵花里就含有約9萬?；ǚ?，林山毛櫸（Fagus silvestris）甚至超過了63萬粒，數(shù)量極為驚人。所以，在植物死亡消失后，我們根據(jù)巖石中遺留下的孢粉化石，就能反推出當(dāng)時的植被面貌。此外，它們的分布非常廣泛。從熱帶雨林到寒帶苔原，從高山、湖泊到海洋，孢粉化石如塵土般無處不在，這樣的豐富程度讓孢粉完全能適用于定量統(tǒng)計。

?不同種類植物孢粉在顯微鏡下的形態(tài)變化萬千（圖片來源：wikimedia）

因此，該團隊遠赴美國、新西蘭等地，搜集了世界各地生物大滅絕時期巖層的孢粉數(shù)據(jù)。鑒定結(jié)果顯示，在小行星撞擊后很長一段時間里，各地巖層中保存的孢粉構(gòu)成出奇地相似，其70%以上的孢粉化石都來源于兩種蕨類植物。而裸子、被子植物則處于衰退狀態(tài)，遺留下的孢粉很少，直到千年之后才開始復(fù)蘇[7]。

這種由蕨類植物主導(dǎo)的植被組合有個專門的名字——災(zāi)害植物群（disaster flora）。今天，在火山爆發(fā)后的夏威夷也能看到蕨類植物災(zāi)后稱霸一地的光景。我們知道，蕨類植物普遍低矮，而在裸子和被子植物中多見比較高大的樹木種類。這意味著，在災(zāi)害植物群延續(xù)的一千年時光里，可能全球的鳥類幾乎都找不到合適的樹梢棲息。

既然沒有像樣的樹林，樹棲的物種顯然會處于劣勢，而地棲的生物反而更有優(yōu)勢。

雖然現(xiàn)今的鳥類絕大部分是樹棲，但演化系統(tǒng)分析的結(jié)果卻告訴我們，今鳥類的祖先其實是個地棲的原始類群。人們熟知的鴕鳥，以及既能飛又適應(yīng)樹棲的?鳥都是這個原始類群關(guān)系最近的后裔。所以說，今鳥類祖先在災(zāi)難發(fā)生前就已經(jīng)適應(yīng)了地面生活。災(zāi)難發(fā)生后，它們不會因為樹林的消失而無處繁衍、覓食，從而得以逃過此劫。而新的化石發(fā)現(xiàn)也進一步證明，災(zāi)后幸存下來的鳥類只有今鳥類，其后肢的比例、身體結(jié)構(gòu)都是適應(yīng)地棲生活的[7]。

?在親緣關(guān)系上，深受人們喜愛的幾維鳥也與今鳥類的原始祖先最近（圖片來源：wikimedia）

相比之下，反鳥類（Enantiornithes）本是恐龍時代最為常見的鳥類，但它們卻在那場滅絕事件中慘遭淘汰。研究者認為，反鳥類的滅絕可能與樹棲的習(xí)性密不可分。想要適應(yīng)樹棲的生活，后肢必須有許多形態(tài)學(xué)的特化。例如，樹棲生活要配備善于抓握的長指爪[7]，這會對陸地行走或棲息造成不便。更遑論，長久以來的樹棲習(xí)性有不少行為學(xué)的影響，比如要在樹上筑巢、哺育后代等等。研究者指出，反鳥類大多都高度適應(yīng)樹棲生活，然而小行星撞擊所帶來森林生態(tài)系崩壞，導(dǎo)致反鳥類的棲息環(huán)境全面消失，最終斷絕了這種鳥類存續(xù)的活路。

?反鳥類生活場景想象復(fù)原圖（圖片來源：wikimedia）

總的來說，孢粉學(xué)、現(xiàn)代鳥類演化譜系、鳥類化石等多方面研究結(jié)果都顯示：災(zāi)難后幸存的現(xiàn)代鳥類祖先應(yīng)該是小型的、能飛的，且最重要是能適應(yīng)地棲生活的物種。這場浩劫中，今鳥類祖先的地棲習(xí)性救了它們一命。而現(xiàn)在窗外那些盤踞樹梢，百囀千聲的鳥類，則是在森林環(huán)境恢復(fù)之后，才學(xué)會躍上枝頭的。

參考文獻

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7. D.J. Field et al. (2018). Early evolution of modern birds structured by global forest collapse at the end-Cretaceous mass extinction. Current Biology. Vol. 28, doi: 10.1016/j.cub.2018.04.062.

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