美國每日科學:鳥類是如何獲得翅膀的

2020-12-02 參考消息

參考消息網9月22日報導 鳥類是在大約1.5億年前的某個時期從名叫手盜龍的一類小型獸腳類食肉恐龍進化來的。最近在世界各地獲得的發現顯示,許多手盜龍類恐龍與鳥類十分相似,它們有羽毛、中空的骨骼、較小的身材以及很高的新陳代謝率。但問題依然存在:它們的前肢究竟是在什麼時候進化成為翅膀,從而使飛行成為可能的?

據美國每日科學網站9月17日報導,加拿大麥吉爾大學的漢斯·拉爾森教授和他以前的研究生亞歷山大·德切基發現,在食肉恐龍存世的大部分時間裡,其四肢長度與身體尺寸之間存在相對穩定的比例關係。儘管霸王龍與來自中國的最小巧的羽毛獸腳龍在體重上相差5000倍,但這種關係仍然存在。不過在鳥類最初出現的時候,這種肢體的比例發生了變化,當時恐龍的前後肢與身體尺寸之間的比例關係出現了明顯的脫節。這兩位論文作者斷定,這種變化對於早期鳥類通過進化獲得飛行能力並對森林的遮蓋加以利用可能十分關鍵。

隨著前肢的變長,它們變得具有足夠的長度來發揮類似機翼的功能,從而使有動力飛行的進化成為可能。當它們與後肢的縮短結合到一起後,便幫助優化了早期鳥類的飛行控制及效率。縮短了的後腿有助於減少飛行過程中的阻力——現代鳥類在飛行時把腿收到腹部就是出於這個原因,同時在樹上棲息以及移動時的阻力也較小。這種改善了的翅膀與更緊湊的後腿的結合,對於鳥類在當時的生存會是至關重要的——當時主宰著天空並與它們爭搶食物的是另一類會飛的爬行動物翼龍。

拉爾森是麥吉爾大學雷德帕思博物館從事宏觀進化研究的「加拿大研究主任」基金學者。他說:「我們的研究結果表明,鳥類的發育機制出現過突兀的變化,從而使得它們的前肢和後肢受制於不同的長度控制。動物肢體長度與身體尺寸成比例這一規律的失效——另一個例子是人類的下肢相對上肢要更長一些——通常表明某些功能或行為的重大改變。拉爾森說:「這種脫節對於鳥類的繁榮可能是根本性的,鳥類是今天地球上最為多樣化的一類陸地脊椎動物。」

目前是美國南達科他州大學博士後研究員的德切基說:「鳥類的出現和有動力飛行是一個經典的重大進化過程。我們的研究成果表明,只有在四肢長度與身材總體尺寸的比例關係發生了脫節之後,鳥類才實現了繁榮。或許正是因為這一點,才使得它們超越了作為手盜龍後代的身份,並進化出今天鳥類所擁有的形形色色的肢體形狀和尺寸。」

德切基說:「這項研究以及我們之前有關鳥類祖先並非樹居動物的研究成果,對於鳥類祖先的生態學研究具有啟發性意義。知道鳥類的起源,以及它們是如何進化到現在的樣子的,對於了解現代世界為什麼是現在這個樣子具有重要意義。」(編譯\曹衛國)

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