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化石为鸟类羽毛分子演化提供直接证据

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出处:www.lunrr.com
时间:2020-04-07

作者:沈春雷资料来源:Science.com发布日期:2019/1/29 10:1:01

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化石为鸟类羽毛分子进化提供直接证据

1月28日,中国科学院南京地质古生物研究所副研究员潘洪雁等人完成了题为《羽毛分子演化的化石直接证据》的研究成果,该成果于《美国科学院院报》 (PNAS)在线发表,为探索早期羽毛的进化提供了分子生物学证据 中国科学院古脊椎动物与古人类学研究所周忠和院士、临沂大学郑晓婷教授和北卡罗来纳州立大学玛丽施韦策教授参加了研究。

研究表明,虽然以附近的鸟龙(Bird Dragon)为代表的羽状恐龙可能有一定的飞行能力,但它们羽毛的分子组成不足以支持类似的鸟类飞行。

现代鸟类的飞羽主要由β角蛋白组成,β角蛋白赋予其特殊的生物力学性质(如柔韧性、弹性和强度),从而能够满足飞行的需要。 鸟类祖先的羽毛有相同的蛋白质组成和结构吗?这个问题的答案不仅可以揭示早期羽状分子的进化过程,还可以为研究羽状恐龙的飞行能力提供新的线索。

研究人员运用多种现代超结构检测技术、原位元素分析和免疫学方法,对中国侏罗纪地层(约1.6亿年前)腕龙化石羽毛进行了深入研究和比较 结果表明,飞龙的飞羽主要由α角蛋白组成,但也含有少量的β角蛋白,这与现代鸟类的羽毛不同。 然而,我国中生代发现的鸟类,如原基鸟类、燕子和新一代化石鸟类的羽毛,主要由β-角蛋白组成,这与现代鸟类一致。

这些结果表明,附近鸟龙羽毛中蛋白质分子的组成代表了早期羽毛从不适合飞行到活体鸟类羽毛进化的过渡类型。

该研究还进一步强调了整合形态学、发育和分子生物学多学科数据和研究以讨论重大生物进化事件的重要性 人们普遍认为,组成生物体的有机大分子最初稳定的化学键被破坏,因此随着降解过程的发生而不再存在。 然而,随着近年来各种分析技术的发展,发现了越来越多的大分子化石。 角蛋白比大多数其他蛋白质具有更好的埋藏潜力,主要是由于其特殊的分子结构

研究小组先前的研究证实β-角蛋白确实残留在特别保存的鸟类羽毛化石中,从而支持了鸟类化石和恐龙羽毛中色素体的存在。因此,这一研究结果也代表了相关研究的最新进展。 (沈春雷)

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