《The Innovation》：Avian features of Archaeopteryx feeding apparatus reflect elevated demands of flight
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本研究首次在已知最古老的鸟类恐龙——始祖鸟（Archaeopteryx）中发现了与现代鸟类摄食效率密切相关的三种关键结构：机械感受性喙尖器官（BTO）、高度灵活的舌骨（ossified basihyal）以及口腔乳头（oral papillae）。这些特征在非飞行非鸟类兽脚类恐龙中缺失，表明其演化与飞行所需的高能量消耗密切相关，为解决“早期鸟类如何适应飞行的生理需求”这一关键问题提供了直接化石证据。研究成果发表于《The Innovation》，对理解脊椎动物飞行起源与摄食系统协同演化具有重要意义。
飞行是脊椎动物运动中最耗能的形式，其出现必然伴随能量需求的急剧上升。早期鸟类如何通过提升摄食或消化效率来满足飞行的高能耗，一直是古生物学研究的重要课题。现代鸟类（Neornithes）具有高度特化的口腔结构，如机械感受性喙尖器官（bill-tip organ, BTO）、灵活舌部及相关口腔乳头，这些结构共同提升了食物摄取与处理效率。然而，这些特征的起源时间及其与飞行演化的关系尚不明确。
为解决上述问题，研究人员对芝加哥菲尔德自然史博物馆藏始祖鸟标本（FMNH PA 830）开展了高精度形态学与显微结构分析。研究首次在该标本中发现了三类关键软组织与骨骼特征：位于上下颌前端的大型神经血管开口（与BTO相关）、骨化的基舌骨（指示舌部灵活性）以及沿腭骨内侧保存的口腔乳头痕迹。这些特征在非飞行兽脚类恐龙中未见，表明其演化与飞行起源同步。
本研究主要采用紫外线（UV）光照技术与计算机断层扫描（CT）三维重建相结合的方法。通过365 nm波长UV光源增强化石软组织对比度，识别出常规光线下不可见的表皮结构；利用高分辨率CT扫描（美国德克萨斯大学CT实验室）对头骨内部神经血管通道进行三维建模，明确其与三叉神经分支的连通性；同时，基于已有系统发育框架（涵盖现生鸟类与主要化石类群）进行祖先状态重建，分析BTO与基舌骨在鸟类演化节点的出现规律。
研究结果
1. BTO的早期证据
始祖鸟上下颌前端均存在单个大型神经血管开口，其直径是颌骨侧面普通开口的3.1–7倍，且直接与颌内神经血管网络连通。这一形态不同于非鸟类兽脚类恐龙的多孔状神经血管分布模式，而与早期白垩纪鸟类（如燕鸟Yanornis、园囿鸟Yuanchuavis）的BTO同源，代表鸟类喙部触觉感知能力的初期演化阶段。
2. 舌骨与舌部灵活性
标本中保存的单一中线骨件被鉴定为骨化基舌骨（basihyal），其形态细长且前端渐尖，与现生鸟类中舌部高机动性的类型相符。该结构在非鸟类恐龙中仅见于可能具备飞行能力的小盗龙（Microraptor），支持舌部灵活性在鸟类演化早期已出现，并与口腔乳头协同提升食物操控效率。
3. 口腔乳头的化石记录
UV图像显示，左腭骨内侧边缘有一排7个近等距分布的圆形软组织痕迹，其位置与现生鸟类鼻后孔乳头（choanal papillae）一致。这是此类结构在化石中的首次发现，证实口腔乳头在始祖鸟中已存在，可能用于防止食物进入鼻腔、辅助舌部定向推送食物。
结论与意义
本研究揭示始祖鸟已具备与现代鸟类相似的摄食效率提升机制：BTO增强喙部触觉感知，骨化基舌骨支撑舌部灵活运动，口腔乳头辅助食物定向输送。这些特征在飞行起源节点同时出现，强烈支持“飞行驱动摄食系统演化”的假说。其意义在于：
- 1.
将鸟类高效口腔结构的演化历史推前至晚侏罗世；
- 2.
阐明飞行与能量代谢的协同演化关系；
- 3.
为理解脊椎动物摄食系统从“咬合主导”向“舌-喙协同”转变提供关键化石证据。
该成果发表于《The Innovation》，标志着古生物学对飞行生理适应机制的研究从外部形态深入至软组织功能重建的新阶段。
