2019年7月末，英國皇家學會開放科學（Royal Society Open Science）線上發表了中科院古脊椎所張馳和王敏的研究工作。該研究利用貝葉斯末端定年法（Bayesian tip dating）推斷了中生代主要鳥類支系的系統發育關係、分化時間及特徵的演化速率，並包含這些參數的不確定性，為討論原始鳥類身體不同部位的形態特徵演化提供了新的信息。
基本介紹
- 中文名：貝葉斯末端定年法
- 外文名：Bayesian tip dating
定義,性質,套用,
定義
在原始鳥類演化為現生鳥類的歷史上，中生代的幾大基幹類群經歷了恐龍向鳥類演化以及鳥類演化初期一些重要特徵的變化，而且身體不同的骨骼部位的變化程度也有顯著差別。傳統的分析往往採用定性的描述或者通過多步計算來推演出特徵演化速率的變化（如王敏和Graeme Lloyd 2016年的研究），而這種多步計算會在中間過程損失很多信息，並且沒有考慮其中的不確定性。貝葉斯末端定年法能夠綜合利用化石形態和年代的信息進行整合的分析，不需要分步推斷各個參數，並在計算中包含了樹拓撲結構、分化時間、特徵演化速率等一些列參數的不確定性，最後通過（後驗）機率分布的形式展現出來。因此，該方法更大程度上利用了數據的信息，以期得到更準確的統計結果。
性質
新工作利用目前較完整的中生代鳥類形態特徵矩陣和貝葉斯末端定年法，展示出66個物種的系統發育關係和分化時間，包括拓撲結構和分化時間的不確定性。同時，該結果也揭示了在鳥類演化初期，其形態特徵發生了劇烈的變化。這裡，形態特徵矩陣被作為一個整體，還未體現出身體各部位的特徵的演化異質性。
套用
通過把形態特徵矩陣分為頭骨、中軸骨、肩帶和胸骨、前肢、腰帶、後肢六個部分，同樣利用貝葉斯末端定年法分析這個分區的數據（partitioned analysis）。這仍然是整合分析，而非分步計算每個特徵分區。在該分析中，不同的分區使用了獨立的寬鬆時鐘（relaxed clock）模型，具有獨立的方差參數，因此能夠推斷不同特徵分區的演化速率異質性。結果表明，中軸骨在向尾綜骨鳥類演化以及肩帶和胸骨在向鳥胸骨類和反鳥亞綱的演化中，形態特徵都發生了劇烈的變化，其演化速率高於平均值一個數量級以上。這也印證了尾椎骨和胸部的變化對鳥類演化初期飛行能力的產生和改進起到至關重要的作用。
該研究以中生代鳥類為對象，是貝葉斯末端定年法在諸多化石類群以及化石和現生整合類群的分析之一。貝葉斯末端定年法能夠綜合利用數據的信息，考慮化石年代、拓撲結構、分化時間、特徵演化速率等一些列參數的不確定性，通過生滅過程和寬鬆時鐘模型考察物種分化和特徵演化隨時間的變化，以及利用貝葉斯統計和計算的優勢，頗具套用前景和改進空間。
