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研究人员通过分析新发现的 Plotopteridae 科鸟类头骨化石，明确其颅骨形态、亲缘关系，助力理解鸟类演化。
在远古时代的北太平洋，曾活跃着一群神秘的似企鹅鸟类 ——Plotopteridae 科（Plotopteridae）鸟类。它们凭借独特的外形和生活习性，在海洋生态系统中占据着特殊的位置。然而，岁月的长河将它们的身影渐渐淹没，留给后人的只有零散的化石线索。长久以来，科学家们对这些鸟类的了解十分有限，尤其是它们的颅骨形态和在鸟类演化谱系中的准确位置，一直是困扰学界的谜题。已发现的 Plotopteridae 科鸟类化石大多来自美国华盛顿州的晚始新世和渐新世地层，以及日本同期的地层，但已有的研究资料中，关于其颅骨形态的描述仅局限于奥林匹克半岛北侧渐新世 Pysht 组的两块破碎标本，许多关键细节缺失，这极大地限制了人们对这类鸟类的深入认识。为了填补这些知识空白，深入探索 Plotopteridae 科鸟类的奥秘，来自德国森肯伯格研究所以及美国华盛顿大学等机构的研究人员 Gerald Mayr、James L. Goedert 和 Adrian Richter 展开了一项重要研究。他们的研究成果发表在《The Science of Nature》上，为我们揭开了这类神秘鸟类的部分面纱。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。首先，他们对新发现的化石进行采集，利用地质镐等工具小心挖掘。在化石处理方面，使用 4% 的甲酸溶液（以磷酸三钙缓冲）进行制备，还在化石上添加了螺丝螺纹（嵌入玻璃珠增强的树脂基质中）以便更好地固定在支架上进行观察。为了获取化石内部的详细结构，他们运用了微 CT 扫描技术，在特定参数条件下进行扫描，并通过软件对扫描图像进行处理和分析。此外，研究人员还对比了大量现存鸟类的头骨标本，构建并完善了形态学特征矩阵，通过系统发育分析来探究 Plotopteridae 科鸟类的亲缘关系。
研究结果主要从以下几个方面展开：
- 系统古生物学描述：此次发现的化石标本编号为 SMF Av 671，包括头骨、一些肋骨碎片、部分叉骨和右肱骨近端。其来自美国华盛顿州梅森县林肯溪组（Lincoln Creek Formation）晚始新世地层。通过测量，头骨最大总长度为 277.7mm，喙部长度为 176.4mm，肱骨近端最大背腹宽度为 46.5mm。与其他已知 Plotopteridae 科鸟类化石相比，SMF Av 671 的肱骨近端明显更大，且鼻孔形状等特征也与此前发现的标本存在差异，目前无法将其准确归入任何特定物种。
- 描述与比较：该头骨大部分完整，但缺少左颧弓和腭骨，且神经颅有一些前期的生物侵蚀损伤。头骨整体大小与现存大型海鸟漂泊信天翁（Diomedea antipodensis）相似，喙部较长，约占整个头骨的 60%。在喙部形态上，与军舰鸟科（Fregatidae）和鸬鹚科（Phalacrocoracidae）有相似之处，但也存在差异，如喙尖的弯曲程度等。鼻孔为小开口，位于明显鼻沟的尾端，与之前认为的长而狭缝状鼻孔不同，且鼻沟在尾端更深。在颅骨其他结构方面，神经颅与现存一些鸟类也存在差异和相似之处，例如神经颅比例较长，与鲣鸟科（Sulidae）的眼眶大小相似，但无眶上盐腺窝；基颅区域有独特的弧形喙脊，这一特征在企鹅目（Sphenisciformes）中也存在，但在其他鹈形目（Suliformes）鸟类中缺失；耳区与鲣鸟科最为相似，存在一些结构特征可与其他鸟类区分。此外，与之相关的部分叉骨和肱骨近端也具有一些独特的形态特征。
- 讨论：
- 系统发育意义：新头骨的形态特征证实了 Plotopteridae 科与鹈形目的亲缘关系，以及与鲣鸟亚目（Suloidea）的姐妹群关系。同时，也发现了一些祖征，表明 Plotopteridae 科处于冠群鲣鸟亚目之外。通过对形态特征矩阵的分析，得到的系统发育树拓扑结构与之前的研究有一定差异，尤其是在企鹅目、鹱形目（Procellariiformes）等类群的关系上，与基于核序列数据的研究结果不一致。但也有部分研究结果支持企鹅目与鹈形目存在更紧密的亲缘关系，这可能与一些化石特征的相似性有关。
- 进化意义：对 Plotopteridae 科头骨形态的深入了解有助于更好地理解鹈形目鸟类的特征演化。其喙部形态与军舰鸟科相似，可能是鹈形目祖先的形态特征，而不同的喙部形态差异反映了不同的觅食生态。例如，Plotopteridae 科鸟类可能通过水下追捕抓取猎物，而早期企鹅可能在开阔水域追捕鱼类，这与它们的喙部形态适应性演化相关。此外，Plotopteridae 科鸟类的鼻沟可能是长鼻孔的遗迹，这表明在鹈形目演化过程中，鼻孔可能经历了两次独立的缩小过程。同时，不同地层中 Plotopteridae 科鸟类头骨的差异，可能反映了其在演化过程中的形态变化。
综上所述，这项研究通过对新发现的 Plotopteridae 科鸟类头骨化石的详细分析，为我们揭示了这类神秘鸟类的颅骨形态特征和系统发育关系，对理解鸟类的演化历程具有重要意义。研究结果不仅填补了 Plotopteridae 科鸟类研究的空白，也为进一步探究鹈形目鸟类的演化提供了关键线索。然而，目前仍存在一些问题，如无法准确确定 SMF Av 671 的物种归属，以及系统发育关系中与其他研究结果的差异等，这为后续研究指明了方向。未来，研究人员将继续深入研究，探索更多关于 Plotopteridae 科鸟类的奥秘，推动鸟类演化研究的不断发展。
