鳥類躲過生物大滅絕 關鍵出在牙齒演化

和小型肉食性獸腳類恐龍同處在一個生態系統下的中生代古鳥類。因演化出了不同的取食習性，例如以種子、果實的植食性與小型昆蟲爲主的雜食性爲主，因而避開直接與掠食性恐龍的食物生態位競爭。圖中展示棲息於樹上以果實爲食的植食性古鳥類 (左)和麪臨食物來源匱乏的小型肉食性獸腳類恐龍(右)的生態復原場景。(鄭秋暘繪圖、國幅中心提供／李侑珊臺北傳真)

白堊紀早期古鳥類會鳥與小型獸腳類恐龍小盜龍化石標本。收藏於中科院古脊椎所標本館。(白色箭頭標示牙齒位置)。(國幅中心提供／李侑珊臺北傳真)

國輻中心穿透式X光顯微鏡與各牙齒化石內部高解析顯微影像。可以發現相較於小型肉食性獸腳類恐龍的近鳥龍，同爲小型獸腳類恐龍的小盜龍以及古鳥類的會鳥牙齒內部多孔罩牙本質結構，已明顯退化消失。(國幅中心提供／李侑珊臺北傳真)

發生於6500萬年前的生物大滅絕，一直是科學家亟欲解答的問題，但作爲恐龍後代的鳥類，之所以能躲過自然災害，國家同步輻射研究中心(以下簡稱國輻中心)發現，在於鳥類食性轉換以及牙齒演化，而躲過滅種危機，這項研究成果於4月21日登上國際期刊《BMC進化生物學》(BMC Evolutionary Biology)。

生物大滅絕的自然成因，主要是隕石撞擊地球，再加上頻繁的火山爆發，大量灰塵進入大氣層而遮蔽陽光，阻礙植物行光合作用，進而對全球生態系造成嚴重衝擊。當植物無法由太陽獲得能量，植食性動物沒有食物來源而逐漸死去，導致肉食性動物相繼滅亡。這一連串的食物鏈崩潰事件，使地球上75％的物種滅絕，其中最引人關注的便是非鳥類恐龍（Non-Avian Dinosaurs）大滅絕。

科學家普遍認爲，雜食性、食蟲性及食腐性動物，在這次滅絕事件中得以存活，可能因爲廣泛攝食偏好。這些生物取食植物果實、種子、昆蟲、動植物屍體、或以有機生物碎屑爲食，因而較不受植物類羣崩潰滅絕的響。鳥類則可能也是因爲演化出多樣化的攝食取向，僥倖躲過災變而存活至今。

國輻中心博士王俊傑博士與江正誠，攜手中科院古脊椎所博士李志恆、院士周忠和、交通大學教授黃爾文，以及「化石先生研究所」負責人蕭語富等人共組研究團隊，耗時3年，利用「同步輻射穿透式X光顯微術」（Transmission X-Ray Microscopy, TXM），研界分析古鳥類及與其親緣關係最接近的小型獸腳類恐龍（Theropoda）牙齒，首度發現古鳥類的「多孔罩牙本質層」(Porous Mantle Dentin)已退化消失，證實鳥類因食性的轉換，恰巧躲過了生物大滅絕事件。

王俊傑表示，由於古鳥類的牙齒相當稀少且細小，有些甚至只有一顆沙子大小，因此樣品製備與取像解析度的難度極高。國輻中心的高解析穿透式X光顯微鏡，就扮演了相當重要的角色。

王俊傑也說，這個研究也是目前世界上收集最多不同古鳥類牙齒的研究，而過去也未曾有研究團隊全面性且系統性的就非鳥類恐龍與古鳥類牙齒內部微結構的演化差異進行比對。

國幅中心指出，這個研究共收集了9種牙齒，包含了古鳥類中的今鳥類、反鳥類、會鳥、以及熱河鳥，與小型獸腳類恐龍族羣中的傷齒龍、近鳥龍與小盜龍等。除了古鳥類外，研究團隊還發現一種小盜龍牙齒的多孔罩牙本質層也已經消失。然而相較於古鳥類的全面性植食或雜食化的演進趨勢，雖然獸腳類恐龍中的少數類羣也發生了趨同演化，但面臨突如其來的災變，仍難避免滅絕的厄運。