古脊椎所等在阿尔瓦雷斯龙类快速小型化和适应

中生代被称为“巨龙时代”，一些恐龙的巨大体型是科学研究的热点。然而，并不是所有的恐龙都是庞然大物。相反，一些恐龙的小型化被认为与更多关键群体的起源和进化有关。其中，对鸟类及其祖先的小型化过程进行了详细研究，普遍认为它们的小型化与适应飞行和新生态环境有关。然而，另一种也经历了小型化的兽脚亚目恐龙，阿尔瓦雷兹龙，自从被发现以来就很少被研究。

Alvarezsaurus 化石分布于亚洲、欧洲和南北美洲。化石记录从大约1.6亿年前的侏罗纪晚期到白垩纪末期，之后大部分非鸟类恐龙一起灭绝。但这类恐龙的化石数量稀少，标本保存普遍较差。因此，直到1990年代，科学家们才正式报道了第一只阿尔瓦雷佐龙恐龙。 2010年以来，以中国科学院古脊椎动物与古人类研究所徐星研究员为首的国际科研团队，报道了一系列重要的阿尔瓦雷兹龙化石材料，收集了该类型的骨骼组织学数据和相关信息。恐龙。测量数据构建最大的阿尔瓦雷斯龙骨组织学数据库。近日，基于这些骨骼组织学数据，来自中国、英国、美国和南非的科学家在《当代生物学》上发表了最详细的阿尔瓦雷佐龙身体进化研究成果，并据此对结果进行了讨论。这一过程的速度和方式，以及可能导致此类恐龙小型化的具体原因

进入白垩纪，随着以开花植物出现为代表的白垩纪土地革命的发生，生态系统环境发生了翻天覆地的变化，相当多的兽脚亚目恐龙走上了大规模甚至巨型的道路，只有少数以鸟类为代表的进化分支逐渐变小。如果仅参考已发表的阿尔瓦雷佐龙化石标本，晚侏罗世至晚白垩世早期的成员比晚白垩世的成员要大得多，而后者甚至是最小的非鸟类类型。恐龙。学术界普遍认为阿尔瓦雷佐龙的进化是一个小型化过程，但关于小型化过程的时间、进化速度和可能成因的研究较少。有学者认为，不能排除所谓的小型阿尔瓦雷佐龙或其他大型恐龙的幼年个体。

本研究基于徐星课题组收集的骨骼组织学数据以及其他与化石标本个体发育相关的形态学数据，对所有已发表的阿尔瓦雷佐龙恐龙正型标本进行了研究。个体发育阶段的评估。确定个体发育阶段后，结合兽脚亚目恐龙的体重估算公式，在去除幼年标本影响的条件下，得到阿尔瓦雷兹龙的“成年体重数据集”。这样可以避免标本个体发育差异对体重估计结果的影响，为进一步准确研究阿尔瓦雷兹龙的进化奠定基础。

本研究在获得阿尔瓦雷兹龙的“成年体重数据集”后，利用宏观进化领域的几种祖先状态恢复方法，对阿尔瓦雷兹龙进化树上的祖先节点进行了恢复。除了所有阿尔瓦雷兹龙的共同祖先外，体重状态估计约为 23 公斤。研究表明，阿尔瓦雷兹龙的小型化过程是单一来源，其起止时间和速度也经过科学估算。研究表明，小型化过程发生在 1.1 亿年到 8500 万年前之间，速度非常快。在 2500 万年中，平均重量下降了两个数量级以上。研究还发现，随着阿尔瓦雷兹龙的小型化，晚白垩世的成员多样性显着增加，是之前的三倍多。因此，本研究引入进化模型检测的方法，通过比较不同进化模型的拟合参数，选择合适的模型来描述这一进化过程。研究认为，小型化过程很容易用 Ornstein-Uhlenbeck 模型来解释。结果表明，在阿尔瓦雷兹龙的进化过程中，存在着两个不同大小的“最佳尺寸范围”。在阿尔瓦雷兹龙进化的早期，最佳体型范围是5-50公斤。后期最佳体型范围缩小到0.5-5公斤。这意味着阿尔瓦雷斯龙的小型化过程是一个从较大尺寸范围快速“过渡”到另一个较小尺寸范围的过程，而不是缓慢渐进的变化。

在生物界，这种“跳跃”往往与特定的进化事件有关，即一个或多个原因导致“跳跃”的发生。对于阿尔瓦雷斯龙来说，原因是什么？该研究获得了阿尔瓦雷兹龙小型化过程的准确时间范围，也为探索上述问题的答案提供了可能。阿尔瓦雷兹龙的小型化发生在 1.1 亿至 8500 万年前，恰逢一场彻底改变陆地生态系统的重大环境事件——白垩纪陆地革命。随着开花植物的大量繁殖，真社会性昆虫（如白蚁、蚂蚁、蜜蜂等）开始大规模辐射，势必会创造出许多新的生态位。

晚期小型阿尔瓦雷佐龙具有更多类似于现存专性食蚁兽的形态特征，例如前肢手指直而粗，前肢骨骼短而结实，门牙缺失食蚁兽）等。另外，根据对活体动物的研究，由于能量传递效率的限制，特定的食虫性会将动物的体型限制在一个很小的范围内。这与研究中发现的阿尔瓦雷兹龙不同。恐龙的“跳跃式”小型化不谋而合。

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