早白垩世反鸟类“娇小意外鸟”化石中的“下蛋特需”髓质骨

娇小意外鸟（Mirusavis parvus）正型，反鸟比例尺10 mm。类娇（文中图片均由王敏提供）

娇小意外鸟的髓质肢骨骨组织横切面，显示在肱骨、早白中桡骨、垩世股骨和胫跗骨中均有髓质骨（mb）形成。反鸟

娇小意外鸟CT扫描显示，髓质骨在几乎全部保存的外鸟头后骨骼中出现

髓质骨在兽脚类恐龙中的分布，注意位于中间的娇小意外鸟（Mirusavis parvus）。黑色：骨骼缺失；红色：髓质骨出现；橘黄：髓质骨缺失；灰色：难以确定髓质骨是否保存；蓝色：髓质骨是否保存没有确认。
（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学杂志社：中科院古脊椎动物与古人类研究所王敏、邹晶梅、Alida Bailleu、李志恒在《国家科学评论》（National Science Review，NSR）发表文章，报道了一件新发现的早白垩世反鸟类——娇小意外鸟（Mirusavisparvus）化石。这是迄今发现的髓质骨保存最完好的中生代鸟类化石，证明在鸟类演化早期，髓质骨就已经在骨骼系统中广泛分布。
髓质骨（medullary bone）是一类只在产卵期雌鸟体内出现的骨组织结构。在雌激素的影响下，髓质骨结构在雌鸟部分骨骼的髓腔中形成。产卵过程中，髓质骨能够被快速吸收，为鸟类蛋壳的形成提供钙、磷等矿物元素。可以说，髓质骨是雌鸟“燃烧自我，孕育后代”的直观写照。
在现生鸟类中，髓质骨的分布差异显著。在斑纹鸟（Lonchura punctulata）中，髓质骨几乎在所有骨骼中都能够沉积，但在美洲雕鸮（Bubo virginianus）中，却只在股骨和胫跗骨中出现。
髓质骨仅在产卵期短暂出现，所以在化石中的保存非常罕见。迄今，中生代鸟类中仅有两件化石保存了确切无疑的髓质骨，分别是慈母鸟和鹏鸟类未定种。然而这两件化石仅保存了部分后肢。
在这具娇小意外鸟化石中，研究者在肱骨、尺骨、桡骨、颈椎、肩带、胸骨、肋骨、股骨、胫跗骨等近乎所有头后骨骼中均发现了保存精美的髓质骨结构。这是首次在中生代化石记录中同一个体上发现如此广泛分布的髓质骨，说明与现生鸟类相似的“髓质骨全身分布”模式很有可能是一种鸟类演化早期的原始特征。
对意外鸟体重的估算显示，其鸟蛋质量约占体重的20%。这说明在产卵期这一短暂时间内，需要大量的钙元素来形成蛋壳，而遍布全身的髓质骨很好地满足了这一生殖需求。
髓质骨的分布受骨骼中气腔和红骨髓发育的影响较大。在气腔程度高，或者造血骨髓相对少的骨骼中，髓质骨一般不沉积。由此，可以依据髓质骨在化石中的分布来判断气腔和红骨髓发育的程度。髓质骨在意外鸟中全身分布，暗示着这一阶段气腔在前肢和肩带区域的发育并不明显。
在鸟类演化中，后肢是髓质骨相对稳定（保守）的储库，但随着气腔在身体前部的不断扩展（减轻体重，气囊增大等），髓质骨在该区域的分布亦受影响。在个体大小、发育模式（早成性或晚成性）、生态等多方面因素的互相作用下，现代鸟类呈现出髓质骨分布的巨大差异。而此次发现说明，在鸟类演化早期就出现了能够有效满足不同类群对钙等元素需要的髓质骨全身模式，为后续系统演化提供了基础。
该研究受国家自然科学优秀青年基金、基础科学中心项目、中国科学院前沿科学重点研究计划从“0到1”原始创新十年择优项目、以及中国科学院青年创新促进会的支持，为鸟类演化早期的生殖和个体发育提供线索。
相关报道：中生代鸟类生殖和个体发育研究取得进展
（神秘的地球uux.cn报道）据中国科学院古脊椎动物与古人类研究所：12月20日，《国家科学评论》（National Science Review）发表了中国科学院古脊椎动物与古人类研究所王敏、邹晶梅、Alida Bailleu，李志恒的关于早期鸟类生殖和个体发育方面最新研究成果，报道了迄今发现的髓质骨保存最完好的中生代鸟类化石，证明了髓质骨在骨骼系统中广泛分布这一模式在鸟类演化早期就已经出现。
髓质骨（medullary bone）是一类由雌激素分泌从而在髓腔中形成的特定骨组织结构，在现生羊膜类动物中仅在处于产卵期的雌性鸟类中出现。髓质骨能够被快速吸收，是鸟类蛋壳形成所需的钙和磷等元素的主要物源。髓质骨在现生鸟类骨骼系统中的分布差异显著：如在斑纹鸟（Lonchura punctulata）中，髓质骨几乎在所有骨骼中都能够沉积，但在美洲雕鸮（Bubo virginianus）中，却只在股骨和胫跗骨中出现。相较于系统发育关系，髓质骨的分布情况更易受骨骼中气腔和红骨髓发育的影响，通常在气腔程度高，或者造血骨髓相对少的骨骼中，髓质骨一般不沉积。所以，髓质骨在化石中的发现不仅指示了史前生物的性别，还能为讨论气腔和红骨髓发育的程度提供依据。由于髓质骨仅在产卵期短暂出现，所以在化石中的保存非常罕见。迄今，中生代鸟类中仅有两件化石保存了确切无疑的髓质骨，分别是慈母鸟和鹏鸟类未定种。然而这两件化石仅保存了部分后肢，所以难以回答髓质骨在骨骼系统中的分布问题。
王敏等依据一件新发现的早白垩世反鸟类——娇小意外鸟（Mirusavis parvus），通过组织切片和CT扫描，在意外鸟近乎所有的头后骨骼中均发现了保存精美的髓质骨结构，如肱骨、尺骨、桡骨、颈椎、肩带、胸骨、肋骨、股骨和胫跗骨等，这是首次在中生代化石记录中同一个体上发现如此广泛分布的髓质骨，表明这一阶段气腔在前肢和肩带区域的发育并不明显，而与现生鸟类相似的“全身分布的髓质骨”模式很有可能代表鸟类演化早期一种原始的特征。对意外鸟体重估算显示出其蛋的质量约占体重的20%，因此在产卵期这一短暂时间需要大量的钙元素来形成蛋壳，而遍布全身的髓质骨很好的满足了这一生殖需求。在鸟类演化中，后肢是髓质骨相对稳定（保守）的储库，但随着气腔在身体前部的不断扩展（减轻体重，气囊增大等），髓质骨在该区域的分布亦受影响。而在现代鸟类中呈现出的髓质骨分布的巨大差异，则是个体大小、发育模式（早成性、晚成性）、生态等多方面因素互相作用，从而在鸟类演化早期就出现的能够有效满足不同类群对钙等元素需要的系统性过程的结果。
本研究得到了国家自然科学优秀青年基金、基础科学中心项目的支持、中国科学院前沿科学重点研究计划从“0到1”原始创新十年择优项目、以及中国科学院青年创新促进会的支持。 
原文链接：https://academic.oup.com/nsr/advance-article-abstract/doi/10.1093/nsr/nwz214/5681418

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