在距離中國長城最西端約80英里處，古生物學家發現了一個更加古老的世界的遺迹。在過去的20年裡，研究小組發現了100多個鳥類化石的標本，這些鳥類生活在大約1.2億年前的恐龍時代。然而，許多這些化石已被證明難以識別：它們是不完整的，有時被嚴重損壞。在《系統學與進化》雜誌上發表的一篇新論文中，研究人員檢查了這些化石中的六個，並確定了兩個新物種。
該研究的主要作者、芝加哥菲爾德博物館脊椎動物古生物學副館長Jingmai O’Connor說：“這是一個漫長而艱苦的過程，要找出這些東西是什麼。但是這些新的標本包括兩個新的物種，增加了我們對白堊紀鳥類動物群的了解，而且我們發現了我們在其他恐龍中從未見過的牙齒特徵的組合。”
“這些化石來自中國的一個遺址，該遺址出產的鳥類化石與現代鳥類非常接近，但迄今為止描述的所有鳥類化石都沒有將頭骨與身體一起保存，”共同作者猶他理工大學的 Jerry Harris說。“這些新的頭骨標本有助於填補我們對這一地點的鳥類和整個鳥類進化的知識空白。”
所有的鳥類都是恐龍，但不是所有的恐龍都是鳥類；一小部分恐龍進化成鳥類，與其他恐龍共存了9000萬年。現代鳥類是在殺死其他恐龍的大滅絕中倖存下來的那群鳥類的後代，但許多史前鳥類也在那時滅絕了。O’Connor的工作重點是研究不同的早期鳥類群體，以弄清為什麼一些鳥類倖存下來，而另一些則滅絕了。
位於中國西北部的昌馬遺址，是像O’Connor這樣的研究人員研究鳥類進化的一個重要地方。它是世界上第二豐富的中生代（恐龍時代）鳥類化石地點，但在那裡發現的化石有一半以上屬於同一個物種，即Gansus yumenensis。確定哪些化石是Gansus，哪些不是很棘手；O’Connor和她的同事在這項研究中檢查的六個標本主要只是頭骨和頸部，這些部位在已知的Gansus標本中沒有保存下來。這些化石也因其在地球深處的時間而有些粉碎，這使得分析它們很困難。
研究報告的共同作者、匹茲堡卡內基自然歷史博物館的Matt Lamanna 說：“昌馬遺址是一個特殊的地方。那裡的含化石的岩石往往沿着古代的寢具平面分裂成薄片。因此，當你挖掘時，你就像在翻閱歷史的書頁，一層一層地發現大約1.2億年來未見天日的動物和植物。”
O’Connor說：“因為這些標本是相當扁平的，對它們進行CT掃描和完全分割可能需要數年時間，甚至可能不會給你提供那麼多信息，因為這些薄薄的骨頭被壓成幾乎相同的平面，然後就幾乎不可能弄清這些骨頭的邊界在哪裡。所以我們不得不利用暴露出來的東西。通過艱苦的工作，研究人員能夠確定這些鳥類下巴的關鍵特徵，這表明六個標本中有兩個是科學界未知的。”
這些新物種（或者更準確地說，是新屬–在科學家用來命名生物體的順序中，屬比種高一級）被稱為Meemannavis ductrix和Brevidentavis zhangi。Meemannavis是以張彌曼命名的，她是一位中國古生物學家，成為第一位領導中國科學院古脊椎動物與古人類研究所（IVPP）的女性。Brevidentavis這個名字意味着”短齒鳥”。與Gansus一樣，Meemannavis和Brevidentavis都是鳥類–包含現代鳥類的群體。像今天的鳥類一樣，Meemannavis是沒有牙齒的。另一方面，Brevidentavis的嘴裡有小的、釘子一樣的牙齒，緊緊地擠在一起。與這些牙齒一起出現的還有一個奇怪的特徵。
O’Connor解釋說：“Brevidentavis是一種有牙齒的鳥類，而在有牙齒的鳥類中，在下巴的前面有一塊小骨頭，叫做predentary，如果鳥類有下顎，它的下顎就在那裡。”在之前對另一種鳥類化石中的捕食骨的研究中，作者通過對骨頭進行CT掃描和用化學物質進行染色，發現捕食骨受到了壓力，並且還發現了一種只有在有運動時才會形成的軟骨。
“在這項較早的研究中，我們能夠知道捕食者能夠被移動，而且它本來是有神經支配的–Brevidentavis不只是能夠移動它的捕食者，它還能夠通過它來感受，”O’Connor說。“這可以幫助它們探測獵物。我們可以假設，這些有齒鳥的小嘴在牙齒前面的顎尖上有某種可移動的‘鉗子’。”
Brevidentavis並不是第一種被發現的具有可能以這種方式使用的捕食器的鳥類化石，但是它的存在，以及Meemannavis，有助於完善人們對史前鳥類多樣性的理解，特別是在昌馬地區。
這項研究還有助於闡明該遺址中最常見的鳥類Gansus，因為至少有四個被檢查的標本可能屬於這個物種。“Gansus是世界上第一個已知的真正的中生代鳥類，因為Archaeopteryx更像恐龍，現在我們在大約40年後知道了它的頭骨是什麼樣子，”IVPP的尤海魯指出。
“這些驚人的化石就像一把鎖，使我們能夠打開大門，更多地了解活鳥近親的頭骨進化史，”來自IVPP的共同作者Tom Stidham說。“在巨大的恐龍仍然在陸地上遊盪的時候，這些鳥類是進化的產物，在水中、空中和陸地上嘗試不同的生活方式，以及不同的飲食，我們可以看到一些物種有或沒有牙齒。很少有這種地質時代的化石能提供我們在這些古代鳥類頭骨中看到的解剖學細節水平。”
“這些發現加強了這樣的假設，即昌馬地區是不尋常的，因為它以鳥類為主，這在白堊紀是不常見的，”O’Connor說。“對現代鳥類的這些近親的了解最終可以幫助我們理解為什麼今天的鳥類成功了，而其他鳥類卻沒有。”