10月22日，美國科學院院刊《PNAS》發表了臨沂大學生命科學學院（地質與古生物研究所）王孝理教授、鄭曉廷教授與約翰內斯堡大學、中國科院古脊椎動物與古人類研究所、南京地質與古生物研究所等單位合作研究的最新研究成果《Archaeorhynchus Preserving Significant Soft Tissue including Probable Fossilized Lungs》。

鳥類擁有非常高效的呼吸系統，包括單向的空氣流動，有氣囊支持的肺臟，高度氣孔化的骨骼。雖然有證據表明單向空氣流動屬於主龍類的祖徵，但現代鳥類式呼吸系統的起源仍然是一個未解之謎。論文報道了在一件距今1.2億年前的原始鳥類上保存的肺部結構，爲揭示早期鳥類呼吸系統的演化提供了關鍵信息。

圖1保存了肺部結構的早白堊世鳥類始吻古喙鳥

保存肺部結構的是一件發現於早白堊世熱河生物羣的始吻古喙鳥化石，古喙鳥是目前已知的最原始的今鳥型類代表。研究人員通過包括掃描電鏡在內的多種方法發現了疑似肺部結構的痕跡，詳細的形態學研究表明古喙鳥已經具有和現代鳥類極爲相似的肺部結構。鳥類的呼吸系統高效而獨特，尤其是其肺演化出了一系列特徵，例如分塊的薄壁系統、分支氣囊、肺內單一方向氣體流動、肺高度分化從而擴大表面等，均保證了充分的氣體交換，從而滿足飛行時巨大的有氧代謝需求。已有的化石證據表明單一方向氣體流動這一特徵在恐龍（包括鳥類）演化歷史中出現較早，但是能夠進一步揭示肺的結構的化石還從未在主龍類化石中有過發現。主龍類是包括鱷魚、翼龍和恐龍（包括鳥類）等在內的一類雙弓類羊膜動物。古喙鳥的肺部結構顯示了和現代鳥類相似的高度分化，表明與飛行相適應的高度氣體交換能力在鳥類演化早期就已經出現。

圖2始吻古喙鳥和現代鳥類肺部顯微結構的比較

研究人員還發現古喙鳥具有獨特的尾羽結構。古喙鳥的尾羽是由12根羽片狀羽毛構成的扇狀尾羽，位於中間的一對尾羽長度明顯超過兩側的其他尾羽，形成一種在現代鳥類中常見的“尖尾”形態，但這樣的尾羽形態卻未在其他中生代鳥類中有過報道。結合此前的化石發現，越來越多的證據表明現代鳥類所特有的生理結構（如消化系統和呼吸系統）出現的時間很有可能早於骨骼系統的改變。

該項研究得到了國家自然科學基金等項目的支持。