基于骨骼羟磷灰石稳定碳同位素组成分析的孔子鸟食性研究
批准号:
42102007
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
赵艳
依托单位:
学科分类:
古生物、古人类和古生态学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵艳
中文摘要
孔子鸟在早期鸟类食性研究中有着极其重要的作用,因其是目前已知最早无牙、代之以角质喙的鸟类,且处于有牙早期鸟类或带羽毛恐龙向进步的、长有角质喙鸟类过渡的重要阶段。然而,迄今发现的孔子鸟的食物或其它类似残留证据极少,不足以清晰地认识其食性,类似问题也存在于其它早期鸟类的相关研究中,从而制约了对早期鸟类食性的深入了解。鸟类骨骼羟磷灰石稳定碳同位素组成可有效记录其摄取的食物信息,其衍生的实验手段已被成功地应用于恐龙、较进步的古鸟类以及现生鸟类等动物的食性研究中。因此,本项目拟对孔子鸟的骨骼羟磷灰石稳定碳同位素组成进行分析,并将结果与食性较明确的同时代的会鸟和燕鸟的骨骼羟磷灰石稳定碳同位素组成进行对比分析,以判定孔子鸟的食性。本项目是首次利用地球化学手段开展早期鸟类孔子鸟的食性研究,将为早期鸟类食性演化研究提供重要证据,同时有望为早白垩世热河生物群其它动物的类似研究探索出一条行之有效的方法。
英文摘要
Confuciusornithid birds play a key role in understanding early bird's diet, because they are the earliest known birds with beak, rather than teeth, two preliminary feeding organs coexisted in the transitional period from primitive toothed birds or feathered dinosaurs to late beaked birds. However, a few known food fossils or other remains alike could not provide enough evidences to clearly understand confuciusornithids' diets, a similar situation exists in other early birds, both limited our knowledge on the early birds’ diets. The stable carbon isotope composition (δ13C) of birds’ bone hydroxylapatite could effectively record birds' diets, and the derived food-analyzing method has been successfully adopted in dinosaurs, the late or extant birds, or other animals. In this program, we would analyze the confuciusornithid's bone hydroxylapatite δ13C first, then compare the results to those of sapeornithids and yanornithids, two other primitive birds whose diets appear more obvious than that of confucusornithids, and to deduce the diet of confuciusornithids finally. The method's first attempt carrying out to confuciusornithids is expected to provide important evidence for the evolution of early birds’ diets, and to be applied to those of other animals in Early Cretaceous Jehol Biota.
本项目以热河生物群早期鸟类骨骼羟磷灰石及化石赋存剖面为研究对象,完成以下主要内容:(1)早期鸟类化石骨骼保存状态的评估。通过对孔子鸟、会鸟等早期鸟类骨骼的傅立叶变换红外光谱吸收峰进行定性与半定量分析,发现中生代鸟类骨骼中羟磷灰石蕴含的食性信息可以被有效保存。(2)孔子鸟骨骼羟磷灰石的稳定碳同位素组成分析。研究结果显示,孔子鸟的碳同位素组成与同期植食性会鸟相近,而与食鱼的燕鸟存在显著差异,倾向于指示孔子鸟为植食性。(3)早期热河生物群化石赋存剖面的古环境重建。通过对冀北花吉营组含化石剖面的研究,发现该地区早期热河生物群经历了多次显著的火山活动,湖泊为淡水环境,并在氧化与弱还原状态之间多次更替。(4)热河生物群时期的气候环境演变。通过对不同时期化石赋存剖面的对比分析,发现早期热河生物群生存的气候环境更为温暖湿润,湖底水体相对富氧;而中晚期则趋于寒冷干旱,水体更加贫氧。这一变化具有全球性特征。(5)热河生物群早期鸟类羽毛保存的埋藏环境分析。对5类不同羽毛保存状态的会鸟标本围岩研究发现,羽毛保存最精美的标本围岩粒度最粗。分析表明,该会鸟被强降水迅速冲入湖中后,被伴流的陆源碎屑快速掩埋于缺氧封闭的湖底水体中。本项目为解决孔子鸟的食性争议提供了科学依据,为其它早期鸟类或相关类群的类似研究探索了有效方法,同时为探讨热河生物群与气候环境的协同演化关系提供参考。
国内基金
海外基金