恐龙灭绝为何鸟类存活X光显微镜找到答案

在大部分人的印象中，恐龙在万年前那次陨石撞击导致的大灭绝事件中已经全部灭绝，然而现代研究证实，曾经的地球霸主有一支有幸逃过了大灭绝，并生存演化至今，重新繁盛，那就是鸟类。

原始鸟类在侏罗纪与白垩纪交界时就已经出现，成为兽脚类恐龙中独立的一支。虽然到白垩纪晚期，鸟类已经高度分化，演化出多种类群，并占据了大量中小型生态位，但是兽脚类恐龙中并不缺少体型、生活习性与鸟类相似的小型恐龙。那么为什么在大灭绝中幸存下来的只有鸟类呢？

目前，科学家还不能完全回答这个问题。而最近中科院古脊椎所等单位的一项研究，为探究鸟类幸存的原因提供了新的角度。通过对比鸟类和其它与鸟类亲缘关系较近的非鸟类恐龙的牙齿演化特征，研究人员提出，鸟类在大灭绝中存活下来的原因可能与食性的差异有关。

这项研究的对象包括今鸟类、反鸟类等古鸟类牙齿以及小盗龙、伤齿龙、近鸟龙等小型非鸟类恐龙的牙齿。研究团队利用同步辐射的高解析穿透式X光显微镜对比观察和研究了这些牙齿的微结构。

X射线具有穿透能力强、波长短等特性。与可见光相比，X射线具有更高的空间分辨率；与电子束相比，具有更大的穿透力。因此X射线在显微技术上有很大的应用潜力，可以填补可见光显微镜和电子显微镜之间的空白，提供高空间分辨和厚样品三维成像。然而X射线显微镜的发展由于光源的限制一直落后于光学显微镜与电子显微镜，指导同步辐射光源的出现。

同步辐射是运动速度接近光速的带电粒子在电磁场中偏转时，沿运动的切线方向发出的一种电磁辐射，具有高相干性、高通量、高准直度、能量连续可调、特性精确可控等特点，为X射线成像提供了良好的平台。基于同步辐射的X射线显微成像技术目前已有十数种针对不同样品、不同需求的成像方法，包括全场透射x射线显微镜、扫描透射X射线显微镜、相干X射线衍射成像等，可以对样品做到无损的三维结构成像。

利用同步辐射X光显微镜，研究者发现，在肉食性恐龙牙齿的牙釉质与牙本质之间普遍存在的多孔罩牙本质层已经在古鸟类的牙齿中消失。此外，小型非鸟类恐龙中的一种小盗龙的牙齿标本中也没有发现多孔罩牙本质层。多孔罩牙本质层被认为是肉食性恐龙为了在掠食过程中对牙齿进行避震保护而演化出来的特殊结构。古鸟类与部分亲缘关系相近的小型恐龙不再具有多孔罩牙本质层，可以说明他们的食性已经发生了改变，趋向于杂食或者植食。

虽然陨石撞击引发了白垩纪末的生物大灭绝，但物种并不是直接被陨石撞成灭绝。陨石撞击、火山爆发使大量灰尘进入大气层长时间遮蔽阳光引起气候剧变，植物大量死亡引起生态系统的崩溃，从而造成物种灭绝。可以在大灭绝中幸存的生物往往具有这些特点：体型小，对食物的需求量少；生态位低，食物来源广。古鸟类食性的改变不仅避开了与肉食性恐龙的竞争，还让它们在末日来临时有更多的填饱肚子的机会，增加生存概率。

然而在大灭绝中存活下来的也只有现代鸟类的直系祖先——地栖的今鸟类，树栖的反鸟类全部灭绝，与今鸟类有着相似条件的小型非鸟类恐龙也没有逃过灭绝的命运。从牙齿化石中发现的古鸟类食性的改变也只能为鸟类的存活再添上一个可能的原因。

资料来源：科技日报

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