中国鸟类的DNA分类及系统发育研究概述

鸟类分类是鸟类学其他研究领域的基础,近年来分子技术的发展,以及计算机技术的应用为鸟类分类学和鸟类系统演化研究提供了新的研究手段,给传统的系统分类研究带来了新的机遇.Tautz等于2002年首先提出运用DNA序列作为生物分类系统的主要平台,即DNA分类学(DNA Taxonomy).而Hebert等于2003年则首次提出了DNA条形码(DNA Barcoding)的概念,并对其物种分类和鉴定意义予以肯定,建议利用线粒体细胞色素C氧化酶亚单位Ⅰ(COI)的特定区段来做DNA条形编码的基础.在鸟类DNA分类方面,国内学者应用线粒体基因Cut b,COI,c-mos,c-myc,12s rRNA,16s rRNA,ND2,ND3,CR,RAG-1以及核基因myoglobin introⅡ等不同片段对很多类群进行了分类探讨和系统发育研究.但是主要集中在鸡形目及雀形目鸟类.中国是鸟类多样性极其丰富的国家,近年来很多亚种、种及以上分类阶元依然存在问题,因此,中国鸟类物种的分类地位、系统发育与演化关系等依然有很多问题等待深入研究.目前国内基于COI的鸟类分类及系统发育研究有了一些报道,但是真正的DNA条形码工作尚需继续、深入地开展.     

中国植物区系的鸟类传粉现象

概述了分布于中国的传粉鸟类类群和鸟类传粉的植物类群,并分析了这些植物的分布区类型和花部特征.中国的传粉鸟类几乎全部属于雀形目;鸟类传粉现象广泛存在于30余科的植物中,其花部特征表现出对非专性嗜蜜鸟类的适应.这些植物类群在中国的植物区系中主要表现出热带成分的特征,但其中也有温带成分.结合植物类群的系统发育研究以及对其鸟类传粉现象的认识,可以系统地了解鸟类传粉在旧世界温带地区的起源与演化,以及鸟-花协同进化的过程.     

中国中生代鸟类概述

对中国中生代鸟类的发现和研究进行了简要的介绍。近年来生物地层学和年代地层学的工作表明,这些鸟类主要属于早白垩世的中晚期(131～120Ma),延续了争少11Ma,但主要的辐射发生在125～120Ma 间。为便于分析早白垩世鸟类多样性的演变,本文依据已发表的化石,新建了6个目和科,从而将中国早白垩世鸟类目的总数提高到了15个,进一步揭示了鸟类出现以来第一次大规模的辐射事件。这一大的辐射还表现在鸟类在形态、飞行能力个体大小、食性和生态习性等均出现了显著的分异。早期鸟类进化过程中首先经历了个体减小过程,其后在今鸟类中率先开始了个体增大的趋势。早期鸟类个体大小的变化受其飞行能力的限制;同时还与食性、习性等的变化密切相关。对热河鸟的进一步分析表明,其脚趾可能不具备完全对握的功能,但这并不影响其攀援树干的能力。树栖的适应对鸟类飞行的起源及其早期演化具有重要的影响,同样,适应湖岸生活方式对今鸟类的起源演化具有重要的意义。中国早白垩世的鸟类保存了许多食性的直接证据。推测最早的鸟类以食昆虫为主,尔后才出现了特化的植食性和肉食性(如食鱼类)的种类。早白垩世发现的惟一一件鸟类的胚胎化石表明早成性鸟类在鸟类演化史上的出现先于晚成性的鸟类。此外,根据胚胎的大小等特征推测这一鸟类可能还具有较短的孵化周期。腿羽在早期鸟类中可能具有广泛的分布,这一观察进一步表明腿羽在鸟类祖先的飞行之初曾经发挥了重要的作用。最后,探讨鸟类的演化离不开它所生活的生态系统。鸟类与其他生物如翼龙竞争中的优势可能直接导致了鸟类的快速发展和分化;同时,这些类群相互间的竞争对翼龙等其他生物的地理扩散也具有重要的影响。     

中国中生代鸟类后肢骨骼的长度比例特征及栖息习性的分析

通过对18目59科137例现生不同栖息习性鸟类的后肢3块骨骼(股骨、胫跗骨和跗跖骨)长度比例的观察和特征分析,推断出鸟类的栖息习性与后肢3块骨骼中各骨骼长度所占总长度的比例存在密切的关系。即在所有鸟类的后肢骨骼中,胫跗骨的长度占3块骨骼的比例为最大;地栖鸟类后肢骨骼中股骨的长度要短于跗跖骨;树栖鸟类后肢骨骼中股骨的长度要长于跗跖骨。鸟类后肢3块骨骼的长度比例特征是鸟类长期对栖息等行为适应的结果。在此基础上,对中国中生代14例鸟类的栖息习性进行了分析,利用三元投影的统计方法,并以国内外新生代(古近纪和新近纪)21例鸟类标本作为对比参考,得出辽西中生代不同类型鸟类的栖息行为特征:基干鸟类以树栖为主要习性,其中个别鸟类还具有攀援的习性,而反鸟类则是典型的树栖鸟类,今鸟类兼有树、地栖的习性。研究表明,在现行的鸟类系统发育框架下,树栖适应(及攀援)代表了鸟类演化历史中最原始的生活方式。这一结论也支持鸟类飞行的树栖起源假说。中生代鸟类栖息习性分异的多样性反映了早期鸟类演化过程中自身以及与其他同期生物在生态空间和食物资源的竞争的加剧和对环境的不断适应。     

回放技术在鸟类学研究中的应用

鸟类鸣声复杂,在鸟类的生活史中具有重要意义.自 19 世纪 50 年代末期基于声音回放技术开展鸟类鸣声、行为及生理等研究以来,鸟类学家取得了许多单靠鸣声声谱分析所无法取得的成果.但在中国,回放技术在鸟类学的应用尚处于起步阶段.根据现有的研究资料总结了相对于其他动物而言,回放技术在鸟类学研究中应用更为广泛的原因;对回放技术在种间关系、种内识别、种群数量调查、行为及生理等领域的应用及其意义进行了综述;对回放实验中存在的不稳定因素、假重复问题以及回放反应评估体系进行了讨论;并对回放技术在鸟类分类学及濒危鸟类监测中新的应用以及互动回放技术的发展前景进行了展望.     

漫谈中国古鸟类研究

借世界第五届古鸟类及进化会议即将在北京召开之机 ,向广大古生物爱好者 ,特别是目前众多热爱古鸟类化石的读者 ,简要介绍我国研究古鸟类的历史及主要成果、它们在鸟类演化中的意义 ,或许是有益的。中国鸟类化石的研究始于１８９５年 ,但在１９３２年以前均为外国学者所报道 ,实际是一种半殖民地性质的掠夺 ,他们采集的化石全带出国外了 ,１９３２年首次由我国古脊椎动物学奠基人、中国科学院学部委员（院士）、著名古生物学家杨钟健先生报道北京周口店一白肩雕头骨化石 ,其后他又多次报道鸵鸟蛋化石。新中国建立后 ,我国古鸟类的研究才获得…     

早白垩世鸟类尾综骨与尾羽之间的形态协同演化（英文）

从兽脚类恐龙中爬行类的骨质长尾,到以尾综骨为终端,并附着具有空气动力学功能的扇状尾羽的短巧尾部,是早期鸟类演化中最显著的适应性转变之一。但能直接反映这一转变的化石记录匮乏,而且对中生代鸟类尾部形态结构,以及尾综骨和尾羽早期演化的认知也相对不足。在此对早白垩世鸟类的尾综骨形态予以概述并将其与现生鸟类尾部结构类比。本研究强调了非鸟手盗龙类中尾椎的联合骨化与早期鸟类的尾综骨实属趋同演化。本研究表明,会鸟形类、孔子鸟形类、反鸟类和今鸟型类的尾综骨结构存在明显差异。今鸟型类尾综骨和尾羽(舵羽)与现代鸟类的相似,而相对更原始的鸟类的尾综骨,从形态来看,并不能支持舵羽球状膨大和必要的肌肉附着来操控具有空气动力学功能的扇状尾羽。由此可见,舵羽球状膨大、舵羽扇面与犁铧状的尾综骨是在今鸟型类演化早期相伴相生的。相对于从前的认知,本研究还发现孔子鸟类的尾综骨与反鸟类的有更多相似之处,与二者都具有的几乎相同的装饰性尾羽相符合。     

我国古鸟类研究进展

我国是迄今早期鸟类数量和种类最多的国家,在研究早期鸟类起源、进化、辐射、生理及羽毛起源等方面占有重要的位置,得到了国际同行的认可,但也存在问题。     

DNA在鸟类分子系统发育研究中的应用

鸟类分子系统发育研究中常用的DNA技术有DNA杂交、RFLP和DNA序列分析等。DNA杂交技术曾在鸟类中有过大规模的应用,并由此诞生了一套新的鸟类分类系统。在鸟类的RFLP分析中,用的最多的靶序列是线粒体DNA。DNA序列分析技术被认为是进行分子系统发育研究最有效、最可靠的方法。在DNA序列分析中,线粒体基因应用最广泛,但由于其自身的一些不足,近年来,不少学者把目光投向了核基因,将线粒体基因和核基因结合起来进行系统发育研究。目前在鸟类分子系统发育中,应用较多的核基因是scnDNA,其内含子可以用于中等阶元水平的系统研究,而外显子主要用于高等阶元的系统研究。除了分子标记自身的问题之外,鸟类分子系统发育研究中还存在着方法上的问题,包括分子标记的选择,样本数量以及数据处理等。今后鸟类分子系统发育研究应该更加注重方法的标准化。     

从新的古生物学及今生物学资料看羽毛的起源与早期演化(英文)

近年来关于羽毛和羽状皮肤衍生物的研究极大促进了我们对羽毛起源与早期演化的理解。结合最新的古生物学与今生物学资料,对一些保存了皮肤衍生物的非鸟恐龙标本进行观察研究,为这个重要的进化问题提供了新见解。推测羽毛的演化在鸟类起源之前就以下列顺序完成了5个主要的形态发生事件:1)丝状和管状结构的出现;2)羽囊及羽枝脊形成;3)羽轴的发生;4)羽平面的形成;5)羽状羽小支的产生。这些演化事件形成了多种曾存在于各类非鸟初龙类中的羽毛形态,但这些形态在鸟类演化过程中可能退化或丢失了;这些演化事件也产生了一些近似现代羽毛或者与现代羽毛完全相同的羽毛形态。非鸟恐龙身上的羽毛有一些现代羽毛具有的独特特征,但也有一些现生鸟羽没有的特征。尽管一些基于发育学资料建立的有关鸟类羽毛起源和早期演化的模型推测羽毛的起源是一个全新的演化事件,与爬行动物的鳞片无关,我们认为用来定义现代鸟羽的特征应该是逐步演化产生的,而不是突然出现。因此,对于羽毛演化而言,一个兼具逐步变化与完全创新的模型较为合理。从目前的证据推断,最早的羽毛既不是用来飞行也不是用来保暖,各种其他假说皆有可能,其中包括展示或者散热假说。展开整合性的研究有望为羽毛的起源问题提供更多思路。     

鸟类线粒体DNA结构特点及在鸟类研究中的应用

介绍了鸟类mtDNA的结构和鸟类mtDNA作为分子标记的特点,并综述了mtDNA作为分子标记在鸟类的种间系统发生关系及分类、鸟类分子钟、地理分布区的推断和种群遗传多样性的研究中应用现状.     

鸟类适应于飞翔的构造和机能

鸟类被称作“活着的恐龙”或是“会飞的恐龙”。从对世界各地的化石研究发现,鸟类是从恐龙演化来的,这一论点在学术界几乎已成为共识。但是恐龙如何脱离地面演化成鸟类?演化的具体环节是什么?这些问题却一直是个谜。但毫无疑问,经过亿万年演化的鸟类具备了一系列适应飞行的身体构造,成为了空中的主宰者。     

孔子鸟与鸟类的早期演化

大量孔子乌标本的出现,使得我们能够识别这一早期鸟类的一些前所未知的形态特征。依据这些特征,并结合近年来中国发现的其他中生代鸟类资料,我们可以进一步探讨早期鸟类研究中存在的某些问题,诸如鸟类飞行的起源等。孔子鸟头骨的最典型特征是进步的角质像的出现和原始眶后骨的完全保留。孔子鸟的眶后骨和颧骨相连接,这一特征尚未见于其他鸟类。由于始祖鸟也已缺失了眶后骨,因此眶后骨在孔子鸟中的存在,进一步证实了始祖鸟在早期鸟类演化中的旁支地位,同时也表明,鸟类真正的祖先比我们以往所了解的更加原始。孔子鸟保留了三个指爪。第三指爪（中间一个）常较退化,这和飞羽附着第三指有关。发育的趾爪及指爪,显示孔子鸟适应攀援树木的生活。基本愈合的尾椎和尚不完善的飞行器官,不仅支持这一假设,而且可能还表明,孔子鸟尚不能从地面起飞。孔子鸟尚未发育小冀羽,这也更加证实了其飞行的原始性。孔子鸟的某些个体,保存一对长的尾羽,这可能代表雄性的特征。另一些个体的头部还保留装饰性羽毛。数百件个体的集中发现或许还表明,孔子鸟具备了某些现生鸟类集群性的行为方式。个体大小的变化在早期鸟类飞行能力演化中的作用十分显著。早白垩世的反鸟类的成员都明显小于始祖鸟和孔子鸟,加之拥?     

“辽西中生代鸟类化石及鸟类的早期演化”研究成果荣获国家自然科学二等奖

２００１年２月１９日,在人民大会堂举行的国家科学技术奖励大会上,由中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的侯连海、周忠和、金帆、张江永及辽宁省文化厅的顾玉才等完成的“辽西中生代鸟类化石及鸟类的早期演化”研究成果荣获国家自然科学奖二等奖。 鸟类的起源和早期演化是古生物学和生物学界所关注的重大理论问题之一。近１０年来,在国家自然科学基金和中科院重大项目的支持下,项目研究者们在辽西晚中生代地层中发现并采集了大量保存精美的早期鸟类化石,填补了距今 １５０Ｍａ～８０Ｍａ之间鸟类演化的许多空白。通过研究,首次确立…     

中国中生代的鸟类:介绍及综述

最近十来年 ,中国辽宁发现的早白垩世的鸟类化石超过了世界上其它任何一个地区。中国的中生代鸟类化石代表了始祖鸟化石之后鸟类历史上第一次显著的分异。它们不仅包括了带有明显恐龙祖先特征的长尾的鸟类 ,而且还包括了许多进步或特化的种类 ,如早白垩世最大的鸟类 ,最原始的反鸟类 ,以及保存最好的、飞行结构和现生鸟类几乎一样的今鸟类。这些早期鸟类在诸如飞行、大小和食性等所反映的演化、形态和生态学特征等方面出现了重大的分异。具有长尾骨骼的原始基干鸟类热河鸟和驰龙类具有的相似性 ,进一步支持了鸟类起源于恐龙的学说。中国发现的早白垩世的鸟类以及树栖的恐龙化石还为鸟类飞行的树栖起源假说提供了十分重要的证据。“恐龙下树”的假说结合了鸟类起源于恐龙的学说和鸟类飞行的树栖起源学说 ,因此也得到了化石证据的支持。由于多种恐龙带有羽毛 ,因此羽毛不一定代表了恒温。恒温的鸟类可能到了早白垩世的进步鸟类中才开始出现     

陕西省黄河湿地冬季鸟类群落初步研究

1998～2008年,采用直接计数法对陕西省黄河湿地冬季鸟类群落组成、鸟类物种多样性及数量变化进行了调查.在预先设置的5条调查样带中共记录到鸟类14目33科117种.观察结果表明,该地区鸟类多样性指数和均匀度指数分别为4.497和0.654.栖息地可分为人工渔塘、芦苇沼泽、滩涂湿地、农田和人工林5种类型.这些生境中鸟类组成及物种多样性差异均较大,其鸟类多样性指数分别为2.826、3.571、3.202、1.205、2.496,以芦苇沼泽中的鸟类多样性指数最高,滩涂湿地中鸟类数量最多,农田中鸟类优势度最高.通过对该地区鸟类群落组成及多样性分析研究以及黄河湿地冬季鸟类栖息地现状评价,为湿地鸟类资源的保护提供科学依据.     

辽宁早白垩世今鸟类一新属种(Jianchangornis microdonta gen.et sp.nov.)(英文)

依据一近完整的相关节的骨骼化石,记述了辽宁建昌早白垩世九佛堂组原始今鸟类一新属种:小齿建昌鸟(Jianchangornis microdonta gen.et sp.nov.)。新鸟个体较大,但从骨化程度分析,正型标本可能属于一亚成年个体。具有一些进步特征,如胸骨及龙骨突加长,乌喙骨具有发育的前乌喙突以及和肩胛骨关联的关节窝,叉骨"U"字型,愈合荐椎包括9-10枚荐椎,尾综骨短小,第二、三掌骨远端愈合,跗跖骨完全愈合等,表明新属无疑属于今鸟类。在以下特征组合上很容易和已知的早白垩世今鸟类化石相区别:齿骨上至少有16枚细小牙齿,从齿骨前端向后沿齿骨大部密集排列;肩胛骨强烈弯曲;第一掌骨粗壮,较其他掌骨宽;第一指长并且远端延伸明显超过第二掌骨;肱骨+尺骨+第二掌骨与股骨+胫跗骨+跗跖骨的长度比例约为1.1。系统发育分析表明新属属于基干的今鸟类。新发现的材料第二、三掌骨远端愈合很好,但近端却未完全愈合,这一特征尚未见于其他已知鸟类,或许表明今鸟类腕掌骨的愈合和现生鸟类的跗跖骨一样是从远端开始的,不同于反鸟类和其他基干鸟类。建昌鸟的下颌还保存了一个前齿骨,这是继早白垩世红山鸟之后的另一例报道,可能进一步表明这一结构在今鸟类中曾普遍出现。新鸟肩带、胸骨和前肢的特征显示了和现代鸟类相近的飞行能力,其后肢、脚趾的比例以及趾爪的形态等显示和燕鸟、义县鸟等相似的地栖特征。保存于标本上的鱼类残骸可能显示了建昌鸟食鱼类的习性。今鸟类新属种的发现进一步表明,早白垩世这一进步鸟类类群的分化已不亚于反鸟类,湖滨环境在今鸟类的早期演化中确实扮演了重要的角色。     

鸟类的认知行为（2）

很多动物与人类一样拥有非凡的"聪明才智"。虽然鸟类与人类的亲缘关系较远,但却与人类共享许多认知特征。研究鸟类的认知行为,有助于理解动物具有什么样的能力,并更好地理解"智慧"的运作和演化。本文从工具使用、心理时间旅行、因果推理、类别认知、语言能力及认知特征演化方面,综述了鸟类认知行为研究的最新成果,探讨了认知演化的可能原因。     

广东南昆山夏季鸟类群落结构及生物量

鸟类群落组成和现存生物量是鸟类生态学研究的重要内容 ,对了解整个生态系统结构与功能的关系有重要意义。国内外学者就鸟类群落的结构与生境的关系做过大量的工作 (丁平等 ,1989;高玮 ,1992 ;李世纯等 ,1995 ;Ｓａｂｏ ,1980 ;Ｓｍｉｔｈ ,1977) ,但是对鸟类群落现存生物量方面的研究 ,至今极少见报道。因此 ,我们于 1998- 0 1～ 1999- 0 6 ,对南昆山森林鸟类群落冬、夏季的组成、现存生物量、能量流动及与生境的关系进行了较深入的研究 ,本文仅就夏季鸟类群落结构和现存生物量的研究作如下报道。1　研究地点与方法1 1　研究地点 　 南昆山…     

鸟类应激反应的诱发和影响因素

应激反应是动物应对环境变化或社会压力的重要机制,表现为下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA轴)被激活并产生糖皮质激素。鸟类的糖皮质激素主要是皮质酮。通过检测鸟类体内的皮质酮水平,可以了解鸟类的应激状态水平,进而了解诱发和影响鸟类应激反应的因素,这有助于理解鸟类如何适应环境、如何权衡生活史各阶段的能量分配等。而通过长期监测动物个体的生存和应激状况,对濒危鸟类的保育工作也具有重要参考价值。本文综述了诱发鸟类应激反应的因素,包括天气、捕食压力、食物可获得性、人为干扰和城市化以及社会压力等。归纳出影响鸟类应激反应程度的主要因素,包括光周期、生境、性别、年龄、社会等级和早期经历等8个方面。提出了应激反应在个性、认知、系统发育等领域的应用,以及慢性应激、羽毛皮质酮检测等值得关注的内容。