你有「快樂水」,達爾文有「快樂鳥」

2022-06-20     知識就是力量雜誌

原標題:你有「快樂水」,達爾文有「快樂鳥」

文圖 / 蔡沁

英國著名生物學家查爾斯·達爾文在其1859年出版的巨著《物種起源》中構想,鳥類是由爬行類演化而來的。

查爾斯·達爾文於1859年

出版著名的《物種起源》,

構想鳥類是由爬行類演化而來的

1860年,在始祖鳥化石出土後,英國博物學家托馬斯·亨利·赫胥黎,在對比始祖鳥和美頜龍(侏羅紀的一種小恐龍)的共同點後,提出了「鳥類是由恐龍演化而來」的假說。始祖鳥也因此被達爾文譽為「爬行動物與鳥類間缺失的一環」。

托馬斯·亨利·赫胥黎提出

「鳥類是由恐龍演化而來」

始祖鳥真的是世界上最早的鳥嗎?生活在侏羅紀晚期的始祖鳥,身上兼具恐龍和鳥類的特徵,200年來一直是學界爭論的焦點,更是古生物界的大明星。它的身上隱藏著哪些秘密?這要從1.5億年前說起!

侏羅紀的「最強大腦」

據研究,始祖鳥生活在1.5億~1.48億年前的侏羅紀晚期,當時的歐洲更靠近赤道,被溫暖的淺海包圍,始祖鳥就棲息在歐洲南部的島嶼上。始祖鳥的體長約為50厘米,體重不超過1千克,和現代喜鵲差不多大。前肢長有一對寬而圓的翅膀,翅膀上還長著3個指頭,指頭末端有著長而尖的爪子。後肢細長,3個腳趾上也長著利爪。雖然結構仍原始,但始祖鳥已擁有基本的飛行能力。始祖鳥的身後挺著一條長長的尾巴,可以幫助它們在奔跑時保持平衡。

很多始祖鳥化石是以頭部後仰、肢體扭曲的猙獰姿態現身,看起來死時極為痛苦。事實上,這樣怪異的姿勢是由於始祖鳥死後頸部肌肉強度下降,頸椎間富有彈性的韌帶自動牽引著脖子向後拉造成的,其實是鳥類最放鬆的姿態

始祖鳥復原圖

始祖鳥的腦袋不小,吻部細長,後部膨大。現代鳥類口中無牙,而始祖鳥的嘴裡長有許多鋒利的小牙齒。古生物學家通過對始祖鳥頭骨進行X射線和CT掃描,發現它們的大腦結構與現代鳥類非常相似,其腦部比例比絕大多數恐龍都要大,可謂是侏羅紀的「最強大腦」!其中視覺區域占了腦部的1/3,這說明它們擁有發達的視力。始祖鳥還有著類似於現代鳥類的內耳結構,這表明它們已經擁有飛行所需要的平衡感、空間感與身體協調能力。

羽毛的奧秘

飛羽,是鳥類特化(由一般到特殊的生物進化方式)來飛行的結構,主要由羽根、羽軸和羽枝構成。鳥類一旦被剪去飛羽,就無法飛行。始祖鳥的雙臂具有發育完全的飛羽結構,腿部和尾巴上也有一小部分。

始祖鳥看起來仿佛長了5隻翅膀,

前肢、後肢各一對,長長的尾巴構成了第5隻。

從身上的羽毛類型和分布來看,

它們已經能夠完成簡單的飛行運動

從始祖鳥的身體結構來看, 其攀爬能力有限,平時還是習慣棲息在森林底部的地面上。但始祖鳥的翅膀並不能進行高強度、長時間的振翅飛翔,其大長腿也表明它們能在森林裡快速奔跑追逐獵物,是個迅猛的小型掠食者。

那麼,始祖鳥是什麼顏色的呢?其羽毛上的黑素體可以告訴我們答案。黑素體是一種廣泛存在於鳥類和哺乳動物毛髮上的結構,不同形狀和種類的黑素體代表著不同顏色。2012年,美國布朗大學的研究人員對始祖鳥黑素體進行分析對比,發現其部分羽毛是黑色的,羽毛邊緣和尖端可能顏色更深。

龍鳥之爭

由於身兼恐龍和鳥類的特徵,始祖鳥穩坐「鳥類祖先」的寶座長達一個多世紀。那它究竟是不是鳥類的祖先呢?

赫胥黎提出的鳥類「恐龍起源論」,由於一直缺乏過硬的證據,使人們對這個假說始終將信將疑。直到1996年,中國遼寧出土第一具帶羽毛恐龍——中華龍鳥化石,讓科學家看到鳥類起源的曙光。近30年來,古生物學家已經在中國東北地區挖掘出大量帶羽毛的恐龍化石,它們形態各異,種類繁多,但都屬於恐龍家族。這不禁讓科學家們犯了難:這些恐龍也長著羽毛,有的也長有翅膀,小部分甚至還會飛,那它們到底算不算是鳥類呢?

經過中外各國專家的細緻研究,目前學界公認鳥類是由小型獸腳類恐龍演化而來,包括今天所有鳥類在內,都是獸腳類恐龍家族的一員。而始祖鳥只是鳥類演化過程中的分支,並不是鳥類的直系祖先。

如今,許多兼具恐龍和鳥特徵的獸腳類恐龍被發現,就連科學家都難以說清它們究竟是恐龍還是鳥,想要釐清鳥類演化的脈絡,還需要更多研究。

潟湖藏寶物

始祖鳥生活的地區是位於海上的島嶼,有時海水灌入淺灘會形成淺水潟(xì)湖(即海邊的鹽鹼湖)。經過數千萬年的演化,這片潟湖脫離了與沙洲和海岸的聯繫,湖底沉積了細膩的泥沙,湖水的鹽分也日益增高,終於成為一片生命無法駐足的水域。一旦動物的屍體被暴風雨或洪水沖入潟湖,湖底的泥沙就會將屍體完全包裹,而湖中極低的含氧量可以防止屍體進一步腐壞,因此一些不易保存的細節都能被封存。在始祖鳥化石周圍,古生物學家已發現了包括昆蟲、魚類、翼龍和恐龍在內超過400種動物的化石,堪稱「古生物化石寶庫」。

始祖鳥生活在被淺海包圍的小島,

海中有大量海洋生物,

保存了無數精美的化石。其中就包括鱗齒魚

可愛的形象、悠久的歷史,加上學界中的特殊地位,讓始祖鳥成為繼霸王龍、猛獁象之後,古生物界又一家喻戶曉的明星。從1860年發現到現在,已有十多具始祖鳥的化石,我們期待著古生物學家為我們帶來更多的驚喜!

本文來自《知識就是力量》雜誌,原標題《始祖鳥的秘密》,作者蔡沁,有刪改,轉載請註明來源。

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/6657706ef84814a885fdb7955c297cc0.html