鸟类躲过生物大灭绝 关键出在牙齿演化

和小型肉食性兽脚类恐龙同处在一个生态系统下的中生代古鸟类。因演化出了不同的取食习性，例如以种子、果实的植食性与小型昆虫为主的杂食性为主，因而避开直接与掠食性恐龙的食物生态位竞争。图中展示栖息于树上以果实为食的植食性古鸟类 (左)和面临食物来源匮乏的小型肉食性兽脚类恐龙(右)的生态复原场景。(郑秋旸绘图、国幅中心提供／李侑珊台北传真)

白垩纪早期古鸟类会鸟与小型兽脚类恐龙小盗龙化石标本。收藏于中科院古脊椎所标本馆。(白色箭头标示牙齿位置)。(国幅中心提供／李侑珊台北传真)

国辐中心穿透式X光显微镜与各牙齿化石内部高解析显微影像。可以发现相较于小型肉食性兽脚类恐龙的近鸟龙，同为小型兽脚类恐龙的小盗龙以及古鸟类的会鸟牙齿内部多孔罩牙本质结构，已明显退化消失。(国幅中心提供／李侑珊台北传真)

发生于6500万年前的生物大灭绝，一直是科学家亟欲解答的问题，但作为恐龙后代的鸟类，之所以能躲过自然灾害，国家同步辐射研究中心(以下简称国辐中心)发现，在于鸟类食性转换以及牙齿演化，而躲过灭种危机，这项研究成果于4月21日登上国际期刊《BMC进化生物学》(BMC Evolutionary Biology)。

生物大灭绝的自然成因，主要是陨石撞击地球，再加上频繁的火山爆发，大量灰尘进入大气层而遮蔽阳光，阻碍植物行光合作用，进而对全球生态系造成严重冲击。当植物无法由太阳获得能量，植食性动物没有食物来源而逐渐死去，导致肉食性动物相继灭亡。这一连串的食物链崩溃事件，使地球上75％的物种灭绝，其中最引人关注的便是非鸟类恐龙（Non-Avian Dinosaurs）大灭绝。

科学家普遍认为，杂食性、食虫性及食腐性动物，在这次灭绝事件中得以存活，可能因为广泛摄食偏好。这些生物取食植物果实、种子、昆虫、动植物尸体、或以有机生物碎屑为食，因而较不受植物类群崩溃灭绝的响。鸟类则可能也是因为演化出多样化的摄食取向，侥幸躲过灾变而存活至今。

国辐中心博士王俊杰博士与江正诚，携手中科院古脊椎所博士李志恒、院士周忠和、交通大学教授黄尔文，以及「化石先生研究所」负责人萧语富等人共组研究团队，耗时3年，利用「同步辐射穿透式X光显微术」（Transmission X-Ray Microscopy, TXM），研界分析古鸟类及与其亲缘关系最接近的小型兽脚类恐龙（Theropoda）牙齿，首度发现古鸟类的「多孔罩牙本质层」(Porous Mantle Dentin)已退化消失，证实鸟类因食性的转换，恰巧躲过了生物大灭绝事件。

王俊杰表示，由于古鸟类的牙齿相当稀少且细小，有些甚至只有一颗沙子大小，因此样品制备与取像解析度的难度极高。国辐中心的高解析穿透式X光显微镜，就扮演了相当重要的角色。

王俊杰也说，这个研究也是目前世界上收集最多不同古鸟类牙齿的研究，而过去也未曾有研究团队全面性且系统性的就非鸟类恐龙与古鸟类牙齿内部微结构的演化差异进行比对。

国幅中心指出，这个研究共收集了9种牙齿，包含了古鸟类中的今鸟类、反鸟类、会鸟、以及热河鸟，与小型兽脚类恐龙族群中的伤齿龙、近鸟龙与小盗龙等。除了古鸟类外，研究团队还发现一种小盗龙牙齿的多孔罩牙本质层也已经消失。然而相较于古鸟类的全面性植食或杂食化的演进趋势，虽然兽脚类恐龙中的少数类群也发生了趋同演化，但面临突如其来的灾变，仍难避免灭绝的厄运。