保真度達納米級的化石被發現，揭示脊椎動物羽毛進化的關鍵節點，彌補物種過渡進化的空白

iNature：2018年5月25日，中國科學院古脊椎動物與古人類研究所徐星課題組與臨沂大學張福成課題組和科克大學的研究人員們合作在Nature Communications上在線發表了題為「Fossilized skin reveals coevolution with feathers and metabolism in feathered dinosaurs and early birds」的研究論文。研究人員報告了在白堊紀熱河生物群中發現的三隻非鳥類猛禽恐龍和一隻basal bird的皮膚化石，其保真度達到了驚人的納米級。皮膚由脫落的表皮角膜細胞組成，這些細胞保存著螺旋纏繞的α角蛋白扁桃體原纖維的細胞骨架陣列。這種結構證實了底棲鳥類和非鳥類恐龍與現代哺乳動物和鳥類一樣會脫落較小的表皮薄片，但結構差異意味著這些白堊紀分類群的體熱生成低於現代鳥類。

脊椎動物的包被是一個複雜的多層器官，具有基本的同質性、抗機械應激和預防致病性攻擊等功能。它的進化特點是特有的組織結構(如鱗片、羽毛和毛髮)，在羊膜中，這些結構與主要的進化輻射有關。羽毛與皮膚的結構、生化和功能修飾有關，包括以連續脫落為特徵的富含脂質的角質層。Evo-devo研究和羽毛化石揭示了早期羽毛進化的各個方面，但basal bird和羽類非鳥類恐龍的皮膚是如何與羽毛一起進化的卻很少受到關注。

非鳥類猛禽恐龍和一隻basal bird的磷化軟組織

就像哺乳動物的毛髮一樣，鳥類的皮膚比大多數爬行動物都要薄，並以毫米級的鱗片(包括脫落的角膜細胞，即最終分化的角質形成細胞)脫落，而不是像大片或整個皮膚一樣脫落。然而，小塊角膜細胞的脫落也發生在鱷魚和螯合動物身上，被認為是在鱗片中同步周期性皮膚脫落的原始現象。鱷魚和鳥類是系統進化上屬於非鳥類恐龍的類群，兩者都具有基本條件；表明這種皮膚脫落機制與非鳥類恐龍有共同之處。

現存鳥類中的角質細胞

羽毛是一種非凡的進化創新，與現代鳥類皮膚的複雜適應有關。非鳥類恐龍和基類鳥類的羽毛化石提供了羽毛進化的見解，但相關的整體適應是如何進化的尚不清楚。在這裡，研究人員報告了在白堊紀熱河生物群中發現的三隻非鳥類猛禽恐龍和一隻basal bird的皮膚化石，其保真度達到了驚人的納米級。皮膚由脫落的表皮角膜細胞組成，這些細胞保存著螺旋纏繞的α角蛋白扁桃體原纖維的細胞骨架陣列。

系統發育示意圖

這種結構證實了底棲鳥類和非鳥類恐龍與現代哺乳動物和鳥類一樣會脫落較小的表皮薄片，但結構差異意味著這些白堊紀分類群的體熱生成低於現代鳥類。在中侏羅世，有羽毛的表皮獲得了許多但並非全部的解剖學現代屬性，接近Maniraptora基地。

內容為【iNature】公眾號原創，歡迎轉載

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