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研究了300多种羽毛后,科学家终于揭开谜团,鸟类能飞不是偶然

据报道,在近期发表在《当代生物学》期刊上的一篇研究论文,中国科学院古脊椎所的研究员团队,和以色列的生物学家们展开合作,通过对300余种现生鸟类羽毛行为的数据信息分析,最终揭开了鸟类换羽毛的演化秘密。

什么是鸟类换羽?

想要回答这个问题,就需要先从鸟类的羽毛究竟有哪些作用开始。研究发现,早在恐龙时期,一些恐龙就已经具有羽毛了,而且几乎覆盖着全身,这也是为何有观点认为鸟类是由恐龙演化而来的原因之一。

如今,羽毛已经成为了禽类特有的表皮衍生物,而且羽毛非常轻,不仅可以帮助鸟类实现飞翔,而且还可以起到保暖御寒等作用。

如果大家家里饲养过小鸟,会发现每隔一段时间,它们的羽毛就会进行更换一次。从生物学的角度来说,鸟类换羽是鸟类演化过程中,最重要的生物现象之一。

为何鸟类要定期更换羽毛呢?研究认为,鸟类之所以需要定期更换羽毛,是为了让羽毛始终都处于一个完好的状态,否则一旦羽毛受到损伤,鸟类很可能就会因此而再也无法飞翔。

研究者表示,目前鸟类普遍一年更换羽毛2次,主要集中在冬季和夏季。不过当鸟类进入到繁殖期,它们就不会进行换羽了,因为在换羽的过程中,需要消耗身体大量的能量,如果鸟类因此而消耗能量太多,对于繁育后代是由很大影响的。

同时,一些鸟类在更换羽毛的期间,飞行能力也会丧失,比方说雁形目的鸟类,这个时候,它们就会找个隐秘的地方躲起来,等到羽毛更换完毕后,再重新返回天空。

那么,鸟类究竟是从何时开始定期更换羽毛的呢?这个问题,科学家们一直认为和鸟类的祖先有关,前段时间通过研究,才终于有了答案。

非鸟类恐龙也曾更换羽毛

上文中我们提到过,鸟类的祖先可能是恐龙,一些会飞的非鸟类恐龙。通过化石研究,科学家们发现,一种被称作“小盗龙”的非鸟类恐龙,竟然也存在着定期更换羽毛的现象。

什么是小盗龙呢?小盗龙是一种四翼恐龙,它们生存的时间,于距今1.2亿年的早白垩纪时期,在小盗龙的化石上,科学家们发现了明显的顺序换羽现象。

什么是顺序换羽呢?简单来说,就是这一类的鸟类由于在换羽期没有一个稳定安全的环境,所以,它们需要时刻保持飞行才可以,因此,并不是一下子全身的羽毛都脱落更换,而是两翼对称的缓慢更换,每年的不同时段,都会更换1片到数片的羽毛,因为羽毛是逐渐更换的,所以并不会影响到它们的飞行。

通过小盗龙的换羽模式,科学家们推测,小盗龙原本的生活环境是非常恶劣的,没有办法为它们提供换羽期间稳定的环境和充足的食物,所以,它们才需要顺序换羽。

顺着这个思路出发,科学家们认为,鸟类换羽应该也是从鸟类祖先那一辈就开始了,果不其然,通过化石研究,科学家们最终锁定了最早的换羽鸟类出现时间。

7000万年前鸟类就开始换羽

研究者们这次对于鸟类换羽演化的研究,说白了类似于追根溯源梳理鸟类的演化史。最终通过化石研究,科学家们发现,大约7000万年前,伴随着地球上最早的一批鸟类出现,它们就已经开始换羽了。

不过,最早的鸟类换羽,都是采用顺序性换羽的模式,这意味着,当时的它们对于栖息环境还没有足够的信任感,所以即使是定期更换羽毛,也是在确保自己可以一年四季随时都可以飞行的前提下。

后来一些鸟类找到了一些稳定的栖息环境,才开始有顺序换羽演化成非顺序换羽,就像我们上文中提到的雁形目鸟类一样,它们在非顺序换羽期间,是完全丧失飞行能力的,除非特殊的栖息地环境可以满足它们应对危险、轻易获得食物的需求,否则它们也不会演化成非顺序换羽。

研究者认为,通过追溯鸟类换羽的演化史,或许可以彻底揭开鸟类的起源之谜,去证明鸟类的祖先究竟是由谁演化而来的,目前来看这个问题已经成功了一大半,让我们一起拭目以待吧!

资料

《科技日报》2020年9月18日文章《鸟类爱换“衣服”的特性 从它们的祖先开始就这样》