動物是如何進化出飛行能力的
哪個先出現(xiàn):飛行的恐龍還是鳥類? 我們?nèi)匀簧钤诳铸垥r代。鴿子、企鵝和長尾山雞都是在6600萬年前的小行星撞擊災難中幸存下來的唯一族系成員。意識到至少有些恐龍仍然與我們同在,使古生物學比創(chuàng)始人們所能想象的更深刻。我們從現(xiàn)存恐龍身上學到的東西可以幫助我們更好地了解我們只能作為化石接觸的物種。但是,盡管我們可以追溯鳥類從類似迅猛龍的祖先開始的起源,但有一個關鍵的故事部分我們還不完全理解。究竟是如何讓迷你盜龍這樣的恐龍進化出飛行能力的? 飛行的定義可能有點棘手——它不僅僅是指在空中移動。畢竟,有袋動物、青蛙、蛇和其他能夠滑翔令人印象深刻的距離的動物。飛行是一種更具體的能力,需要進化出不僅僅是翅膀,還需要翅膀運動??粗恢粸貘f撲騰而過,你就能看到一只恐龍展示出用一次次翅膀煽動保持自己飛翔的精確機械。古生物學家面臨的問題是恐龍是如何從在地面上爬行的陸地爬行動物進化成長著羽毛、飄逸的奇跡的。 阿爾赫奧普特里克斯·琳托格拉菲卡,是最早認可的鳥類,大約有1.5億年的歷史,但幫助并不大。當這個化石在19世紀末被發(fā)現(xiàn)時,快速在侏羅紀恐龍骨骼周圍發(fā)現(xiàn)的羽毛,很快被認為是它種類在史前巴伐利亞森林上空翱翔的跡象。然而,隨著時間的推移,阿爾赫奧普特里克斯屬開始看起來比空氣動力學更笨拙。這種鳥類祖先具有不對稱的飛行羽毛,帶有淺的前緣,這是一種飛行的關鍵適應能力,但它的骨骼解剖學看起來并不能像我們在現(xiàn)代鳥類中看到的那樣,有能力飛翔。這種矛盾導致了長期的爭論,關于阿爾赫奧普特里克斯是如何進入空中的,主要是滑翔,或者或許甚至是用與現(xiàn)代親屬不同的飛行方式。無論答案是什么,解決這個謎團的方法不僅僅可以通過其骨骼來發(fā)現(xiàn)。隨著發(fā)現(xiàn)了更多的帶羽毛的恐龍物種,這場鬧劇變得更加復雜。 自從上世紀90年代中期以來,古生物學家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十種帶羽毛的恐龍。其中許多是介于中生代鳥類和其他與飛行有關的物種的近親,包括迷你盜龍屬,它的腿上長有長羽毛,還有它的長臂。實際上,古生物學家認為飛行至少在恐龍中進化了三次:一次是在鳥類中,兩次是在它們的近親恐龍中,比如拉胡納維斯·奧斯特羅米。這還沒有包括那些解剖學上比其他物種更具有空氣動力學能力的羽毛物種,但仍然不能完全靠揮舞翅膀來保持自己飛翔。與鳥類和他們的祖先之間關于飛行相關特征的整齊有序模式相反,出現(xiàn)的畫面顯示出一團亂麻。 這改變了飛行巨獸的整個背景故事。直到最近,帶羽毛的恐龍被看作是飛行進化過程中的階段代表?,F(xiàn)在,古生物學家必須弄清楚它們是如何獨立地在鳥類和帶羽毛的非鳥類恐龍中多次進化飛行能力的。阿爾赫奧普特里克斯的祖先所走的路徑可能與迷你盜龍或拉胡納維斯的祖先所走的路徑不同。 專家們已經(jīng)提出了許多關于飛行起源的假設。這些大致分為“從地面向上”和“從樹木向下”的假設,大多數(shù)古生物學家傾向于支持那些關注地面上有一種類似迅猛龍的鳥類祖先如何進化成飛行能力的解釋。也許有羽毛的鳥類祖先追逐昆蟲,跳起來試圖用它們的手臂羽毛來抓捕它們,這會使能夠在空中停留更長時間的恐龍受益?;蛘咭部赡苁菑幕栝_始,恐龍爬上樹木,在樹林中飛翔,這會使那些能夠揮舞手臂滑翔的恐龍更具優(yōu)勢。現(xiàn)代鳥類的行為也提供了一些線索,比如丘鷓鴣用翅膀拍打來更好地保持平衡,這時它們在上坡跑步。 關于空中恐龍是如何進化的每一個假設都聚焦于我們無法觀察到的動物的行為。專家們必須從羽毛、骨骼、飛行的普遍機制和現(xiàn)代鳥類如何進入空中和保持在空中的能力中找出線索。雖然可以進行基于骨骼機械學和其他推斷的細節(jié)的風洞實驗,計算出一個阿爾赫奧普特里克斯在飛行中的情況,但古生物學家仍然不可能完全了解一個史前物種如何行動,而不是它實際上在中生代時期是如何行動的。進化不是朝著特定結果的整齊進化,而是一個充滿了重復、死胡同和多樣性的不斷變化的故事。 這個難題的解決方案不可能只有一個,因為科學家們有很多案例但目前還沒有最終的答案。隨著科學技術的發(fā)展,我們可能會有更多的發(fā)現(xiàn)和理解,來解決這個謎團。古生物學家們?nèi)栽谂ρ芯亢屠斫饪铸埲绾芜M化成飛行動物的過程,這將有助于我們更好地了解我們自己的進化歷史。