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擁抱藍(lán)天的陸上龍王——從基于鳥類系統(tǒng)發(fā)育的“猛禽”定義談起

2022-02-10 22:29 作者:長洲沈子  | 我要投稿

本文字?jǐn)?shù)近4500,預(yù)計(jì)閱讀時(shí)間可能挺長,建議收藏后慢慢消化(



本文組成成分包括讀后感、鳥類系統(tǒng)發(fā)育綜述、個人私貨。讀后感的主體是2019年12月發(fā)表于《Journal of Raptor Research》上的名為“Commentary: Defining Raptors and Birds of Prey”的研究簡報(bào),該文確立了主流的猛禽分類定義(可稱為“猛禽五目”)。對于鳥類愛好者而言,與這篇文獻(xiàn)直接相關(guān)的事件是近年叫鶴目被歸入猛禽范疇的變動。而筆者也正是為了理解“叫鶴為什么是猛禽”這一問題當(dāng)然還有“美洲鷲這種菜逼為什么是猛禽”之類的問題才閱讀了這篇文獻(xiàn)。

本期封面

在切入主題前,或許有必要對冠群鳥類(現(xiàn)生所有鳥類的最近共同祖先,以及其產(chǎn)生的所有后代)的分類做一個小回顧。得益于近年層出不窮的分子研究,鳥類系統(tǒng)發(fā)育樹逐步完善,但仍有許多待解決的問題。

現(xiàn)生鳥類分屬于古顎類、雞雁類、新鳥類三個主要演化支上,以下做一個精確到目的簡介:


古顎類(Palaeognathae,古顎下綱)

包括鴕鳥目(Struthioniformes)、美洲鴕目(Rheiformes)、?形目(Tinamiformes)、鷸鴕目(Apterygiformes)、鶴鴕目(Casuariiformes)五個現(xiàn)生目以及新近滅絕的象鳥目(Aepyornithiformes)恐鳥目(Dinornithiformes)。古顎類內(nèi)部的系統(tǒng)關(guān)系不是本文重點(diǎn),b站、wiki甚至貼吧都有不少很好的解讀,有興趣可以自行了解。

一些現(xiàn)生古顎類

雞雁類(Galloanserae,雞雁小綱)

現(xiàn)生類群分別被歸入雞形目(Galliformes)雁形目(Anseriformes)中,同時(shí)還有一些可能游離于這兩目以外的滅絕類群,如加斯頓鳥科、馳鳥科、森雞科等。遠(yuǎn)洋鳥科、維加鳥科和新發(fā)現(xiàn)的阿斯忒里亞鳥的系統(tǒng)位置尚有爭議,可能并不屬于冠群雞雁類。

森雞算不算一個冷門物種借助科普圈聞名的例子?
鹱形目接替了曾經(jīng)的遠(yuǎn)洋鳥,成為新一代的遠(yuǎn)洋滑翔者

新鳥類(Neoaves,新鳥小綱)

現(xiàn)生95%的鳥類種均屬于這一演化支。新鳥類內(nèi)部宏觀的系統(tǒng)關(guān)系尚有爭議,相對確定的一些目暫時(shí)聚集成一些小分支,這形成了新鳥類目前(可能也是今后很長時(shí)間內(nèi))的“7+3”格局。


所謂“7”,是新鳥類內(nèi)部相對確定的七個大演化支,被稱為"magnificent seven"(大七?):


1.陸鳥類(Telluraves)

這是一個相當(dāng)繁盛的大演化支,可細(xì)分為非洲禽類(Afroaves)與南方禽類(Australaves)兩個子演化支,前者包含了鷹形目(Accipitriformes)美洲鷲目(Cathartiformes)、鸮形目(Strigiformes)、鼠鳥目(Coliiformes)、鵑三寶鳥目(Leptosomiformes)咬鵑目(Trogoniformes)、犀鳥目(Bucerotiformes)、佛法僧目(Coraciiformes)鴷形目(Piciformes),后者包含了叫鶴目(Cariamiformes)隼形目(Falconiformes)、鸚形目(Psittaciformes)雀形目(Passeriformes)。各目系統(tǒng)關(guān)系見下圖:

非洲禽類(或譯為阿非羅鳥類)
南方禽類(或譯為澳大利鳥類,南鳥類)

2.水鳥類(Aequornithes)

包括潛鳥目(Gaviiformes)鹱形目(Procellariiformes)、企鵝目(Sphenisciformes)鸛形目(Ciconiiformes)、鰹鳥目(Suliformes)鵜形目(Pelecaniformes)。各目系統(tǒng)關(guān)系見下圖:

水鳥類(或譯為核心水鳥類)

3.日鳽總目(Eurypygimorphae)

包括鹲形目(Phaethontiformes)日鳽目(Eurypygiformes)。該總目作為水鳥類暫時(shí)的姊妹群,共同構(gòu)成了鷺形類(Ardeae)。


4.夜鳥類(Strisores)

傳統(tǒng)上包括夜鷹目(Caprimulgiformes)雨燕目(Apodiformes),近年為確保夜鷹目的單系性,油鴟、林鴟、蟆口鴟、裸鼻鴟紛紛自立門戶提升成目。而另一種解決方案是建議夜鷹目吞并雨燕與蜂鳥成為一個超級大目。當(dāng)然還有一些折衷的觀點(diǎn)與方案。老分類學(xué)經(jīng)驗(yàn)包了,愛咋玩咋玩去吧(


5.鴿形總目(Columbimorphae)

包括鴿形目(Columbiformes)沙雞目(Pterocliformes)、擬鶉目(Mesitornithiformes)


6.鴇形總目(Otidimorphae)

包括鵑形目(Cuculiformes)、蕉鵑目(Musophagiformes)、鴇形目(Otidiformes)。其中鵑形目不僅內(nèi)部系統(tǒng)關(guān)系混亂,這個目本身也有叛逃到鴿形總目的可能,或許暗示了鴿-鴇兩總目有較近的親緣關(guān)系?


7.奇跡鳥類(Mirandornithes)

包括??目(Podicipediformes)紅鸛目(Phoenicopteriformes)。雖然形態(tài)差異巨大,但兩者互為彼此最近的現(xiàn)生親屬。結(jié)合化石、古地理以及現(xiàn)生物種的生態(tài)學(xué)證據(jù),紅鸛可能是一類很早就從游禽狀外觀特化來的長腿涉禽,但在與其它涉禽的競爭中失敗,通過利用一些相對極端的水域環(huán)境,成為獨(dú)特的濾食者茍到今天。奇跡鳥類可能與鴿形總目或水鳥類近緣。


所謂“3”是與以上7個演化支距離較遠(yuǎn)、位置尚不明確的三個目:


麝雉目(Opisthocomiformes)

著名孤兒。


鶴形目(Gruiformes)

可能與鸻形目近緣,并位于水鳥類附近。


鸻形目(Charadriiformes)

可能與鶴形目近緣,并比鶴形目更接近水鳥類。


---------讀!論!文!---------


讓我們切入主題。這篇文章的出發(fā)點(diǎn)在于,在目前對“猛禽”定義模棱兩可的背景下,提供一個合理而有實(shí)操性的定義。這不僅是一個學(xué)術(shù)問題,更有物種保育方面的現(xiàn)實(shí)意義。在20世紀(jì)90年代初,Peregrine基金會在決定為加州神鷲(Gymnogyps californianus)開展圈養(yǎng)繁殖計(jì)劃之前,內(nèi)部曾就這一計(jì)劃是否屬于該組織保護(hù)猛禽的任務(wù)進(jìn)行過討論??梢韵胂螅热裟承懊颓輴酆谜摺钡闹鲝堈剂松巷L(fēng),那么加州神鷲的故事可能就天壤之別了。2018-2019年的研究顯示,鷹、隼、鸮、鷲四目中超過一半的物種的全球種群正在下降,而在猛禽研究領(lǐng)域中,有10種猛禽占了研究數(shù)量的三分之一,五分之一的猛禽物種卻幾乎從未被研究,更別說鴉類與伯勞有時(shí)候還被納入猛禽研究的范疇(因?yàn)榕c猛禽的類似生態(tài)位與捕食食性,甚至是學(xué)術(shù)期刊編輯的個人好惡謝謝,有笑到)。因此,給“猛禽”下一個合理而有實(shí)操性的定義,對研究、資金決策和保護(hù)行動優(yōu)先級的決策也具有重要意義。

差點(diǎn)寄了的加州神鷲。該屬在更新世可能有極廣的地理分布,加勒比海群島有該屬的化石種。

通過簡短的學(xué)術(shù)史回顧,該文認(rèn)為,目前還沒有明確闡述和科學(xué)支持的標(biāo)準(zhǔn)來確定某一特定分類群是否屬于猛禽類群。習(xí)慣上,對猛禽的定義是基于行為與食性的生態(tài)學(xué)定義。例如,依照術(shù)語定義,“bird of prey”指捕食活動物的鳥(a bird that preys on other living animals),而“raptorial”指以脊椎動物為食的鳥(bird species that feed on vertebrates)。然而,即使是鷹、隼、鸮、鷲四目成員中,也有個別成員不符合以上兩種定義棕櫚鷲甚至兩種都不符合233,同時(shí),伯勞與賊鷗都符合這兩種定義,但分類上不屬于傳統(tǒng)猛禽的范疇。該文在這里使用了一個概念“raptorial-lifestyle”,本文暫時(shí)不那么恰當(dāng)?shù)刈g為“猛禽習(xí)性”,e.g.伯勞具有猛禽習(xí)性但不是猛禽。

包括棕櫚鷲在內(nèi)的胡兀鷲亞科很可能是舊大陸食腐鳥類初代目,現(xiàn)在就靠著一些旁門左道茍著了

那么,猛禽是否有形態(tài)學(xué)上的定義呢?曾有不少學(xué)者做過嘗試,通過敏銳的視覺、鋒利且善于抓攫的趾爪、鉤狀的喙來界定猛禽。該文一一展開了討論。視覺方面,猛禽敏銳的視覺可能只是對于某些物種的片面印象所致,已有研究顯示,鸮、隼、鷲三目中的部分物種的視力甚至弱于人類,且視力良好的物種因光照條件改變而視力急轉(zhuǎn)直下。趾爪方面,東西方文化中猛禽概念的產(chǎn)生都與抓攫相關(guān)(rapt VS 鷙鳥),這個定義可以說是非常原教旨了,但鷹、鸮、隼、鷲四目成員的腳形態(tài)差異很大,例如美洲鷲與巨隼的爪子相對較鈍,力量較弱,而伯勞甚至鸚鵡都有強(qiáng)有力善于抓攫的爪子。鉤喙方面,該文認(rèn)可猛禽的喙形態(tài)受到相似的基因調(diào)控,但與趾爪的問題類似,鸕鶿、鸚鵡、伯勞也擁有鉤狀的喙。綜上,該文認(rèn)為從形態(tài)方面定義猛禽也是模糊而模棱兩可的。

黑美洲ji...鷲,感受一下日常被黑的雞爪
鳳頭巨隼,隼形目老八擔(dān)當(dāng),爪子相對沒有那么彎曲

(說實(shí)話,筆者讀到這里,有一種作者底氣越來越不足,越來越強(qiáng)詞奪理的既視感。然而,猛禽缺乏形態(tài)上量化且可操作的定義也是事實(shí),希望該文的反對者能在這方面有所建樹吧)

于是,該文將希望寄托在了分類學(xué)上,簡要回顧了猛禽的分類變動后,發(fā)現(xiàn)在近年的鳥類系統(tǒng)發(fā)育樹上,鷹形目、美洲鷲目、鸮形目、隼形目都聚集在陸鳥類這一演化支靠近基底的位置,而傳統(tǒng)上未被視為猛禽的叫鶴目則比隼形目更為基底(考慮到叫鶴目的系統(tǒng)發(fā)育位置、現(xiàn)生叫鶴的習(xí)性以及史前類群竊鶴的存在,早在2014年就有學(xué)者提出應(yīng)當(dāng)將叫鶴目視為猛禽)。如果有很強(qiáng)的學(xué)術(shù)敏銳性(比如我),應(yīng)當(dāng)眉頭一皺發(fā)覺事情并不簡單了(當(dāng)然也早就有學(xué)者發(fā)現(xiàn)了)??紤]到早有學(xué)者提出,猛禽習(xí)性是陸鳥類這一演化支的衍征,陸鳥類的共同祖先可能具有猛禽習(xí)性,該文給出了“猛禽”定義的建議:

We therefore propose a definition of raptors, or birds of prey, as all species within orders that evolved from a raptorial landbird lineage and in which most species maintained their raptorial lifestyle as derived from their common ancestor.

從結(jié)論上來說,就是把鷹形目、美洲鷲目、鸮形目、隼形目、叫鶴目視為猛禽了?;谘莼燃墸╡volutionary grade)的考慮,比鸮形目更基底的美洲鷲目、比隼形目更基底的叫鶴目應(yīng)當(dāng)被保留在猛禽的范疇內(nèi)。

該文提出的猛禽定義范圍

當(dāng)然,倘若未來有新的研究推翻了現(xiàn)有的陸鳥類內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,那么該文對猛禽的定義將面臨修正或顛覆,該文也委婉地提到了這一點(diǎn)。一代版本一代神,至少在現(xiàn)在這個版本里,該文基于鳥類系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系所做出的“猛禽”定義,還是可以大行其道的。


(以下私貨濃度逐漸攀升,請批判性閱讀)


綜合近年多項(xiàng)研究中分子鐘推定結(jié)果以及中生代的化石證據(jù),在白堊紀(jì)末大滅絕發(fā)生的K-P界線上,古顎類、雞雁類、新鳥類三大分支已經(jīng)分化,古顎類內(nèi)分化產(chǎn)生了至少2個分支(鴕鳥與其它),雞雁類中的雞與雁也許已經(jīng)分化(取決于維加鳥Vegavis和阿斯忒里亞鳥Asteriornis的系統(tǒng)位置),新鳥類內(nèi)部幾大分支的關(guān)系尚有爭議,且暫無可靠的中生代化石記錄,在K-P界線上其內(nèi)部可能已經(jīng)初步分化,但大規(guī)模的分化可能還是發(fā)生在新生代?,F(xiàn)生鳥類所有目幾乎都在50mya前出現(xiàn),極端的推論甚至認(rèn)為能提前到60mya。

隨手搜了一張,感受一下KP界線附近那密集分化
續(xù),不代表完全同意其中內(nèi)容。

在K-P大滅絕的廢土上,鳥類在古新世進(jìn)行了怎樣的演化嘗試?化石記錄僅提供了有限的證據(jù)。如:反鳥類作為前朝遺民可能茍到了新生代;白堊紀(jì)今鳥維加鳥科同樣在大滅絕中幸存,其可能的近親遠(yuǎn)洋鳥科暫時(shí)還沒有演化出那七米的凌空巨翼;泛雞雁類的加斯頓鳥成為了大型植食者,欲復(fù)蜥腳巨龍榮光于地上;巨型企鵝接過了黃昏鳥的接力棒,并迅速填補(bǔ)了海爬遭受重創(chuàng)的生態(tài)位空缺;鹲和貓頭鷹可能已經(jīng)出現(xiàn)(如果化石記錄可靠,后者已經(jīng)演化出雕鸮級別的體型);早期的鼠鳥躍動于林冠,全然不知其族裔將被雀形目排擠至非洲一隅的未來命運(yùn)。結(jié)合化石證據(jù)與系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,古新世期間,鷹與美洲鷲的共同祖先已經(jīng)與其它非洲禽類分化,根據(jù)分子鐘推測,鷹與美洲鷲兩者也在古新世分家;無論化石是不是錯認(rèn),鼠鳥的存在說明鸮已經(jīng)和佛法僧總目分道揚(yáng)鑣;叫鶴與隼是否已經(jīng)分化雖不得而知,但它們在南方禽類中的基底位置說明其分化應(yīng)該很早。

古新世新西蘭的原齒翼鳥與早期企鵝Muriwaimanu tuatahi
古新世北美的鼠鳥Tsidiiyazhi,新生代最早的林棲今鳥

這些猛禽先輩——早期陸鳥類的生態(tài)又是如何的呢?結(jié)合鳥類以外其它類群在K-P界線前后的動態(tài),以及最新的猛禽內(nèi)部系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,可以做出一些推測。潛在競爭者方面,K-P大滅絕掃去了全部的小型非鳥恐龍與幾乎全部的反鳥,并使陸鱷、哺乳類以及今鳥本身受到重創(chuàng)。在古新世的廢土上,今鳥類得益于飛行能力(與許多科普觀點(diǎn)相反,今鳥類的飛行能力是很發(fā)達(dá)的),能迅速進(jìn)行擴(kuò)散,在不同的生境中搶先展開適應(yīng)輻射,當(dāng)然也包括了唾手可得的掠食生態(tài)位。無論是表示大滅絕關(guān)我啥事的昆蟲、在K-P界線后迅速適應(yīng)輻射的鱗龍類(近年有蛇類相關(guān)論文)、尚未逆轉(zhuǎn)龍獸爭霸態(tài)勢的“散裝耗子”,甚至是體型較小的鳥類同族,都是猛禽先輩潛在的雷普(?)對象。在系統(tǒng)發(fā)育樹上,攝食蛇類特化的短趾雕/蛇雕、擅長對付大型或棘手昆蟲的小隼/蜂鷹/鵑隼位于各自演化支內(nèi)相對基底的位置,或許是這段早期演化經(jīng)歷的反映。由于缺乏有力的競爭者,較強(qiáng)的地棲性可能也是早期陸鳥類的共同特征,蛇鷲、叫鶴的基底位置,美洲鷲那適應(yīng)行走而非抓攫的腳暗示了這一點(diǎn),現(xiàn)生隼形目雖然沒有基底的地棲類群,但中始新世德國的梅塞爾隼Masillaraptor擁有長而末端具鉤的喙、較長的脛部以及較小而細(xì)弱的爪子,可謂是蛇鷲在隼形目中的鏡像。這些擁有猛禽習(xí)性早期陸鳥類,毫無疑問是獸腳類恐龍王朝的復(fù)辟的急先鋒。

蛇鷲與叫鶴,基底的地棲猛禽類群
中始新世德國的梅塞爾隼Masillaraptor

然而,鳥類為飛行而特化的身體構(gòu)造決定了它們無法再成為陸地上的絕對霸主,隨著哺乳類,特別是真獸類巨大演化潛力的釋放,早期陸鳥類在與掠食獸類的交鋒中很快敗下陣來,那些地棲特化的類群也逐漸走向衰落和滅絕,僅有叫鶴一族得益于南美洲特殊的動物群組成成功復(fù)辟,但最終折戟沉沙。失之東隅,收之桑榆,早期陸鳥類雖然無法重鑄恐龍的陸上榮光,但仍有新的演化道路有待它們開辟。佛法僧總目(Coraciimorphae)與鸚雀類(Psittacopasserae)各自的祖先不約而同放棄了猛禽習(xí)性,探索著鳥類更多的演化潛能,產(chǎn)生了各自家族中最為繁盛而多樣化的兩個類群——鴷形目與雀形目。而固守掠食生態(tài)位的猛禽們則將主戰(zhàn)場轉(zhuǎn)移到了天空,在廣袤的蒼穹上書寫新生代天空王者的新篇。

by Craig Carlson


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