为什么小行星撞击地球后，鸟类幸存下来，恐龙灭绝？

鸟类是仅存的恐龙。这可能看起来很奇怪。鸽子或企鹅看起来不太像暴龙。但是这种联系仍然存在，一直到骨头。大约1.5亿年前的侏罗纪，第一批鸟类从小的、长着羽毛的猛禽恐龙进化而来，成为恐龙族谱上的另一个分支。在8000多万年的时间里，各种各样的鸟类蓬勃发展，从长着牙齿的潜水者到飞行时带着飘带般的羽毛的喙鸟。

事后看来，鸟类可以被归类为鸟类恐龙，而所有其他种类-从剑龙到雷龙-都是非鸟类恐龙。古生物学家做出这种分裂的全部原因是因为6600万年前发生的一场灾难。一颗直径超过6英里的小行星撞击了现在的尤卡坦半岛，引发了世界历史上第五次大灭绝。一些扔进大气层的碎片返回地球，摩擦将空气变成了烤箱，并在降落到世界各地时引发了森林大火。然后，热脉冲的强度让位于一个漫长的影响冬天，随着气温的下降，天空被烟灰和火山灰遮住了。总而言之，从6600万年前的白垩纪末期已知的物种中，超过75%的物种没有进入下一个古近纪时期。两者之间的地质断裂被称为K-PG边界，而喙鸟是唯一在这场灾难中幸存下来的恐龙。

皇家不列颠哥伦比亚省博物馆古生物学家德里克·拉森说：“关于是什么使现代鸟类在K-PG灭绝中幸存下来，而其他鸟类群体、非鸟类恐龙，甚至翼龙却灭绝了，有很多讨论。”白垩纪末期拥有一整套鸟类和形似鸟类的爬行动物。但在这些群体中，幸存下来的只有喙鸟。进化的偶然性给了鸟类一个幸运的机会，这些关键事件早在小行星撞击之前就已经开始了。

所有活着的鸟都有无牙的喙，但情况并不总是这样。最早的鸟类是1.5亿年前的始祖鸟，最初它让19世纪的博物学家感到困惑，因为它有牙齿。在始祖鸟之后的数千万年里，有齿鸟继续与它们的恐龙近亲一起茁壮成长和进化。其中一些有齿的鸟最终失去了牙齿，取而代之的是用没有牙齿的喙来抓起它们的食物。

问题是，在牙齿看起来如此有用的情况下，是什么进化压力促使鸟类失去了牙齿。考虑到大多数鸟类都会飞，适应空气似乎是可能的。德克萨斯大学奥斯汀分校的古生物学家格蕾丝·穆瑟说：“较早的假设集中在飞行时的减重想法上，但一些有齿的鸟类是强壮的飞行员的发现让研究人员重新开始了。”

当古代鸟类在其他恐龙中繁衍生息时，食物可能会给鸟类带来进化上的推动力，使其走向无牙喙，而不是飞行。古生物学家已经注意到，一些恐龙群体，包括鸟类，随着它们变得更加食草，进化出了喙和脱落的牙齿。虽然最早的鸟类有牙齿来捕捉昆虫和其他小块食物，但一些鸟类开始专门吃水果、种子和其他植物食物。这些鸟不再需要捕捉牙齿，而是进化出可以拔掉和采摘的喙。

在开始因为长喙而失去牙齿的鸟类中，喙在发育过程中形成的方式可能有助于进化的转变。伦敦国王学院(King‘s College London)的解剖学家阿比盖尔·塔克(Abigail Tucker)说：“随着喙变得更加复杂，头骨和面部的变化可能已经移动了发育中的组织，改变了它们在胚胎中相互作用的方式，并导致牙齿形成的丧失。”

伦敦大学学院的解剖学家瑞安·费利斯说：“所有造就鸟类的东西，在大灭绝之前就已经存在了。”

当灭绝来袭时，鸟类几百万年来一直在进化的特征决定了生死。虽然一些鸟在撞击及其后果中幸存下来，但并不是所有的鸟都活了下来。费利斯说：“当我们考虑让鸟类存活的特征假设时，我们需要考虑到，只有很小一部分多样性才能到达另一边。”整个鸟类群体，比如被称为对鸟的有齿鸟类，都灭绝了。一个单一的特征不太可能决定所有这些物种的命运。尽管如此，在灭绝中幸存下来往往要靠运气，而喙可能是一些鸟类的王牌。

到白垩纪末期，喙鸟的饮食已经比它们有牙齿的近亲多样化得多。这些鸟并不专门吃昆虫或其他动物性食物，所以它们能够摘下种子和坚果等坚硬的食物。在物种灭绝之后，当动物的生命被严重削减时，这些坚硬的、坚持不懈的小块食物就会让鸟喙度过艰难的时期。喙鸟能够以被摧毁的森林的种子为食，并等待数十年，直到植被开始恢复。

并不是说鸟嘴就能保证撞击事件的存活率。这种形似鸭子的鸟织女星生活在白垩纪末期，有喙，但没有迹象表明这种鸟存活了下来。“仅仅有一个喙是不够的，”塔克说。更确切地说，这是因为鸟的喙和能压碎坚韧种子的有力的肌腱有一个意想不到的优势，这增加了它们的生存机会。

从它们的遗传关系中辨别出的化石和鸟类进化的时间表都表明，现代鸟类群体的早期成员-如与鸭子、鹦鹉和鸡有亲缘关系的鸟类-在小行星撞击时就已经存在了。这些群体仍然遭受损失，但足够的幸存者在灾难发生后的数百万年里建立了鸟类进化的新脉搏。许多鸟类谱系在保持大脑大小的同时变小了。通过进化萎缩，鸟类的大脑最终变得比它们的身体更大，这为鸟类的智力奠定了基础，超出了非鸟类恐龙可能进化的范围。

但是巨大的进化变化往往伴随着约束。“牙齿的脱落确实限制了鸟类可以探索的饮食利基的数量，”费利斯说。“食草性哺乳动物和非鸟类恐龙进化出不断生长的牙齿，这样当植物的牙齿磨损时，牙齿就可以继续进食，但对于喙来说，这是不可能的，”费利斯说。这意味着鸟类的头骨不需要那么多的变化来支持不同的下巴和进食方式，这意味着与非鸟类恐龙相比，鸟类看起来像进化中的慢性子-就像费利斯和他的同事在一项关于鸟类头骨进化的新研究中发现的那样。

为了更多地了解鸟类是如何在一个从有史以来最严重的大灭绝中恢复过来的世界中设法生存和谋生的，手头的任务是寻找更多在大灭绝之后的时间，即所谓的古新世的化石。古生物学家有一些很好的鸟类化石例子，可以追溯到灾难发生约1000万年后的始新世，但白垩纪和始新世之间的切片中的鸟类化石是支离破碎的，很难找到。这些骨头可能会揭示新的秘密。