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生命为征服蓝天所做的努力——从恐龙到鸟类的羽翼演化
2014-02-19 | 编辑: | 【

                                   张晓梅      

                 

  大家想过吗,世界上如果没有鸟类,将会非常寂寞!

  鸟类是世界上最为灵动的生命,它们的存在为世界增添了无限生机,无论是清晨动听的鸟鸣,还是广袤天空下优美翱翔的身姿,都在昭示着世界的美好和生命的神奇!那么鸟类是何时出现在地球上,是如何练就这独特高超的飞翔本领的呢?这说起来可是一言难尽。

  对于鸟类的起源,科学家们经过长期的研究探讨,似乎已经达成一个共识,那就是认为鸟类的祖先来自赫赫有名的恐龙家族。具体来说,鸟类是某一种手盗龙类演化而来。手盗龙类是兽脚类恐龙的一个分支,而后者则属于蜥臀类恐龙。也就是说,鸟类就是手盗龙类,鸟类就是现生世界中活着的恐龙!

  科学研究表明,像鸟类一样,其他手盗龙类也身披羽毛,不仅如此,它们还曾拥有着形形色色的翅膀和尾羽,一些种类可能还拥有过不同程度的飞翔能力,也就是说,鸟类远古祖先们曾为征服蓝天进行过多种尝试。

  生活在白垩纪早期大约1.2亿年前的小盗龙是中国恐龙中的一个大明星,以拥有四个翅膀而著称,被称为“四翼恐龙”。小盗龙的前后肢都长着长长的具有高度不对称羽片的飞羽,这些飞羽依次排列形成羽翼,使得小盗龙在森林中可以在树木之间滑翔或从树上飞到地面,就像双翼飞机一样。并且小盗龙的长而僵直的尾巴远端具有棕榈叶片状的尾羽,估计在飞翔中可以起到平衡作用。

  近鸟龙和小盗龙是近亲,但生活在1.6亿年前。从名字就可以看出近鸟龙与鸟类非常相似。近鸟龙也长着四个翅膀,但其飞羽与现在会飞的鸟类的不同,羽轴非常纤细,羽片几乎是对称的,显得有点儿原始。最近研究者们报道说近鸟龙的翅膀结构与现生鸟类不同,它的覆羽和飞羽长度接近,用长长的覆羽协助相对较弱的飞羽形成一个相对厚实的翅膀,进行飞翔,也就是说,近鸟龙的翅膀比现生鸟类的羽翼厚,可能不够灵活,会限制其飞翔能力。近鸟龙的长尾从结构上看要比小盗龙的纤巧灵活些,目前为止对近鸟龙的尾羽还没有详细报道过。

             

                                                      小盗龙

  始祖鸟可是世界闻名的一个大角色,一直高居在鸟类始祖的王位上长达150年,但最近的研究发现、始祖鸟有可能是恐爪龙家族的成员,与近鸟龙,晓廷龙关系密切。始祖鸟的飞羽非常进步,具有着不对称羽片,形态与现生鸟类的非常相似,不过科学家们也发现始祖鸟的飞羽相对比较细弱,不如现生鸟类的飞羽那么有力。有趣的是始祖鸟的羽翼结构与近鸟龙的相似,在飞羽之外也覆盖着长长的覆羽,形成了相对厚重的翅膀。这种翅膀的羽毛结合较紧密,在飞翔中无法分离,所以科学家推测始祖鸟起飞或低速飞翔的能力会受到限制。始祖鸟也有一个相对较长的尾巴,具有着棕榈叶片状的尾羽,可以在飞翔运动中起到协助或平衡的作用。

  热河鸟是一种和小盗龙生活在一起的原始鸟类,它仍然保留着长长的骨质尾巴。热河鸟的前肢明显长于其恐龙祖先的前肢。从化石记录看,热河鸟的前肢羽翼已经十分发达,几乎能与现生鸟类相匹敌,所以热河鸟似乎不再需要后肢羽翼进行飞翔了,因为我们在已经发现的上百件热河鸟化石标本中都没有发现后肢羽翼的保存。不过热河鸟的长尾似乎对飞翔不是很有利,使其整个身体显得很笨重,于是热河鸟长出了一些尾羽来平衡其尾部对飞翔的影响。首先是在热河鸟的尾巴远端长出棕榈叶一样的尾羽,尽管研究者认为这些尾羽主要是用来展示的,但这些羽毛也形成了一个平面结构,对飞翔中身体的稳定性多少会有些帮助吧。此外,研究者们最新发现热河鸟实际上具有两套尾羽结构,在其尾部近端还长着呈扇形排列的尾羽,这种扇尾结构在现生鸟类中非常普遍,是典型的协助飞翔的尾羽结构。可见热河鸟为了飞翔真的是“用尽了心思”啊!

              

                                                               热河鸟

  会鸟是另外一种原始鸟类,它的最大优势是抛弃了不利于飞翔的骨质长尾,把后部尾椎愈合在一处,形成了鸟类特殊的尾综骨结构。会鸟的前肢很长,也非常强壮。会鸟的胸骨没有化石记录,有人因此认为会鸟根本没有胸骨,但更多的人认为所发现的会鸟标本都是未成年个体,胸骨还未骨化,因此在化石保存过程中缺失掉了,不管怎样,似乎都意味着会鸟的胸骨结构是个比较薄弱的环节,也就是说会鸟的胸肌似乎不太发达,从一定程度上影响了会鸟的飞翔能力。于是会鸟除了前肢变大变强之外,还发育出了一个不是很发达的后肢羽翼,用来协助前肢进行飞翔运动。此外,会鸟也具有扇尾结构。可见,会鸟克服了自身的不足,同样是为飞翔做足了准备的。

             

                                                        会鸟

  孔子鸟是一种没有牙齿而具有角质喙的原始鸟类。据说鸟类的牙齿退化也与飞翔有关,是为了进一步减轻体重。咋一看,孔子鸟几乎与现生的鸟类无异,可实际上其骨骼结构还非常原始,如肩带不够灵活,胸骨龙骨也不够发达,这些都对其飞翔技能有所限制,所以孔子鸟也用一个不太发达的后肢羽翼作为弥补,不过从化石记录看,孔子鸟的后肢羽翼已经发生了明显的退化。

                 

                                                   孔子鸟

  中生代地球上的主导鸟类与现生的鸟类是不一样的,被称为反鸟类。科学家认为反鸟类的飞翔能力和技能可能已经接近了现生鸟类的水平。首先反鸟类为了飞翔大大减小了自己的体型,已发现的大多数反鸟类都属于小型鸟类,与更原始的鸟类相比,总体上反鸟类要小很多。不过反鸟类还有一些自身的不足,比如其胸骨的龙骨突不发达,也就是说其胸肌不算发达,可能会对飞翔造成一定的影响。于是,一些反鸟类也保留着退化的后肢羽翼,协助前肢进行飞翔。

  今鸟类属于鸟类演化历史上的后起之秀,它们可能“总结”了先辈们的种种经验和不足,经过了一代代的自然优化选择成为鸟类世界最终的胜利者。它们的后代就是我们今天看到的各种鸟类,多达9000余种,遍布世界各个角落,适应着各种生态环境,美化丰富着整个生物世界。早期今鸟类的化石记录显示,今鸟类的后肢羽翼已经退化,而其前肢的羽翼更加发达,羽毛布局也更加合理,并且发育出了强大的胸肌,足以凭借双翅的力量承担起飞翔的重任。今鸟类的后肢次生演化出了鳞片覆盖住小腿和足部,不但有利于地面的行走运动,同时也减少了飞翔阻力,从而使鸟类的生存空间更加广阔,真正做到了自由的“行走”于天地之间。

  纵观从恐龙到鸟类的演化历史,我们可以看到在大自然优化选择的力量之下,一代一代的生命在演化过程中为了飞翔所作出的种种尝试,种种努力,也看到了生命演化过程中的淘汰或消亡。今鸟类能够在各种自然考验中坚持到最后,有着其他种类所不具有的优势。百科全书上定义说:“鸟是两足、恒温、卵生的脊椎动物,身披羽毛,前肢演化成翅膀,有坚硬的喙。”还说:“它们的身体呈纺锤形、胸肌发达,骨骼愈合、薄、中空,脑比较发达。有气囊可以进行双重呼吸,没有膀胱、直肠不能储存粪便则可以减少身体重量。这些身体特征都很适应飞翔。”可见,现生的鸟类在漫长的演化历史中,已经为了飞翔进行了方方面面的优化改良,其中,历时长久、我们如今可以追溯一斑的就是其羽翼的演化发育。随着更多化石的发现,更多的生命演化之谜会被人类揭开。

                   

                                                  燕鸟

 
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