從恐龍演化而來的鳥類，如何分化出諸多形態？

4月2日，浙江大學生命演化研究中心張國捷教授團隊聯合國內外學者，在國際期刊《自然》發表了最新研究成果。聯合團隊對介于不同的“目”和“科”之間的鳥類分類關系進行研究，提供了一套新的鳥類分類劃分方案，完善鳥類物種“生命之樹”，為鳥類物種分析研究工作提供了重要基礎。

科級鳥類分類樹。科研人員供圖

“界門綱目科屬種”是傳統的生物學分類層級。鳥綱為脊椎動物亞門的一綱。自達爾文提出共同祖先理論和自然選擇學說以來，博物學家們就試圖對全世界各種鳥類進行分類。盡管科研人員通過DNA分子數據解決了許多生物類群的分類難題，但鳥類的世界紛繁復雜，演化面紗依然難以被揭開。

新鳥小綱主要類群的分類變動。科研人員供圖

多年前，張國捷聯合國內外學者發起了萬種鳥類基因組計劃（B10K），旨在組織收集全球現生10000多種鳥類的基因組及形態信息，構建起鳥類物種的“生命之樹”。迄今，該計劃已經歷“目”“科”級別的攻關。基于“科”級別階段收集的基因組數據，聯合團隊此前構建起覆蓋全球92%現生鳥科的“生命之樹”，包括了218個科類群。

奇跡鳥類（火烈鳥總目）。科研人員供圖

此次研究中，張國捷團隊與合作者以基因間區比對序列數據集為基礎，將6000多萬年前鳥類大爆發后“輻射性演化”產生的新鳥小綱，劃分為四大分類：以火烈鳥為代表的奇跡鳥類，包含了鴿子與杜鵑的鴿鴇類，囊括了麻雀、鸚鵡、鷹等的陸鳥類，以及一個被稱為元素鳥類的分類。

其中，元素鳥類是張國捷團隊新提出的新類群概念，是一個介于“綱”和“目”之間的大類群，包含了10個“目”。元素鳥類有主要在水域活動的海鷗、丹頂鶴等鶴形類鳥類與企鵝、信天翁等鷺形類鳥類，圭亞那國寶麝雉等主要在陸地活動的鳥類，天空活動的夜鷹和雨燕等夜鷹目鳥類。

研究顯示，95%的現生鳥類都屬于新鳥類，它們共同的祖先在歷史上經歷了一次物種大規模爆發，即在不到1千萬年的極短時間內，快速演化出了大量新物種。這一輻射性演化事件發生在物種大滅絕之前還是之后，科學界一直存在著兩種不同的假說：“大規模幸存”與“大爆炸”。

“大規模幸存”假說認為，在6600多萬年以前發生的物種大滅絕事件之前，新鳥類已經發生了快速輻射演化，并在后來劇烈的全球變化中幸存下來；“大爆炸”假說則認為，其快速分化發生在大滅絕事件之后，早期的新鳥類在擴散到滅絕事件空出的新生態位后，發生了快速的輻射適應演化。

元素鳥類。科研人員供圖

化石證據更加支持“大爆炸”假說，但是早先開展的小范圍基因分類相關研究卻支持“大規模幸存”假說。張國捷團隊基于本次研究，對鳥類演化歷史做了更精確的時間斷代，為發生在物種大滅絕之后的“大爆炸”假說觀點提供了強有力的支持。

此外，該研究還發現，新鳥類在輻射演化過程中，相對于祖先類群，出現了腦容量急劇上升、體重急劇降低等一系列變化。這體現出新鳥類在恐龍大滅絕后，適應并擁有了更多生存空間。

“新的分類系統獲得了大部分基因組信息的支持，更客觀地反映了一億多年來鳥類的分化歷程，極大地改變了教科書里對鳥類類群的分類和關系論述，并將調整博物館對鳥類的分類整理。”張國捷說，此次研究為進一步對現生所有鳥類開展分類提供了更為可信的框架體系，揭示了整個鳥綱的類群演變歷史，將為鳥類起源和演化規律的研究開啟了新征程。