Внутри

Nature Communications, том 14, номер статьи: 4558 (2023) Цитировать эту статью

Доступы 1894 г.

140 Альтметрика

Подробности о метриках

Покрытосеменные стали доминирующей группой растений в наземных экосистемах раннего и среднего мела, что совпало с временем самого раннего импульса диверсификации птиц. В то время как современные птицы и покрытосеменные растения демонстрируют сильное взаимодействие между опылением/нективностью, распространением семян/плодоядностью и фоливорностью, документация об эволюционном происхождении и построении этой экологической сложности в мезозое остается скудной. Благодаря первому исследованию сохранившихся in situ фитолитов, полученных из пищи, в почти полном скелете ранней дивергентной птичьей клады Jeholornithidae мы предоставили прямые диетические доказательства того, что Jeholornis потреблял листья, вероятно, из клады магнолиид покрытосеменных, и эти результаты еще раз подтверждают ранние экологические связи. среди древнейших птиц и покрытосеменных. Широкий рацион ранних дивергентных птичьих Jeholornis, включающий, по крайней мере, фрукты и листья, знаменует собой явный переход в ранней эволюции птиц к созданию в раннем мелу ниши древесных (покрытосеменных) травоядных животных, занятой сегодня в основном птицами. Морфометрический повторный анализ нижней челюсти Jeholornis дополнительно подтверждает обобщенную морфологию, общую с другими травоядными птицами, включая дошедшую до нас птичью фоливору, хоацину.

Сегодня покрытосеменные являются основными компонентами наземных биомов Земли, структурируя и поддерживая фундаментальные аспекты глобальных экосистем. Несмотря на то, что за последние два десятилетия был достигнут большой прогресс в понимании происхождения и ранней диверсификации покрытосеменных растений – обычно называемой «отвратительной загадкой Дарвина»1,2,3,4,5,6,7,8,9,10, их ранняя летопись окаменелостей рассказывает неполную историю, особенно в отношении происхождения и сборки этих первоначальных пищевых сетей, поддерживаемых покрытосеменными. Птицы, возможно, играют огромную экологическую роль в современных условиях, где доминируют покрытосеменные растения, с их разнообразными ролями травоядных животных, опылителей и распространителей семян цветковых растений, но ранняя летопись окаменелостей птиц плохо документирует эволюцию этих важных аспектов их экологии. Тем не менее, раннемеловая биота Джехоль на северо-востоке Китая сохраняет лесную среду обитания, включающую некоторые из самых старых покрытосеменных растений, таких как Archaefructus11,12, а также старейшее из известных разнообразных сообществ птиц. Учитывая большое разнообразие форм черепа, зубных рядов и других морфологических вариаций, присутствующих среди этих ранних дивергентных китайских птиц, которые в основном вели древесный образ жизни13,14,15,16, считается, что они представляют собой столь же широкий спектр диет, включая насекомых, позвоночные и компоненты растений, такие как фрукты, с некоторыми прямыми ископаемыми доказательствами15,16 и косвенными доказательствами, такими как наличие скоплений желудочных камней, интерпретируемых как гастролиты. Однако эта широта не соответствует необычайному ареалу, существующему среди современных птиц. Учитывая нынешние прочные экологические связи между птицами и покрытосеменными, а также ископаемые свидетельства прошлых связей вблизи их происхождения, появление покрытосеменных может быть неразрывно связано с появлением птиц в меловой период.

Для дальнейшего документирования древних взаимодействий между покрытосеменными и птицами мы применили методологию для изучения реконструкции травоядного рациона ископаемых птиц в надежде добиться прогресса в определении ранних взаимодействий между птицами и покрытосеменными. Здесь мы расширяем существующие прямые доказательства, связанные с ранним расхождением пищевых привычек птиц, путем отбора проб материалов из пищеварительного тракта (расположенного в области желудка) полувзрослой особи длиннохвоста, рано дивергентного таксона Jeholornis. Это применение фитолитного анализа материалов пищеварительного тракта ископаемых птиц показывает, что они, вероятно, состояли из листьев клады магнолиевых покрытосеменных. Эти прямые данные о питании Jeholornis расширяют известную растительноядную диету птиц, состоящую из плодов покрытосеменных, и включают в себя листоедство покрытосеменных (фоливорию) в лесной среде мелового периода17,18. Более того, повторное исследование морфометрического анализа и качественное сравнение морфологии нижней челюсти Jeholornis выявило особое сходство с хоацином (корончатым фоливором), а также с другими более распространенными птицами, питающимися растениями. Учитывая филогенетическое расположение Jeholornis вблизи происхождения Avialae и его продемонстрированную травоядную диету, авиаланы, вероятно, на ранних этапах своей эволюции изменили свою диету и экологию в сторону от диеты и экологии своих близкородственных хищных мезозойских аутгрупп, таких как дромеозавры и троодонтиды.