似鸟类恐龙的新研究揭示羽毛的演化之路

始祖鸟的翅膀可以胜任滑翔

一项针对似鸟类恐龙羽毛结构的新研究,将有助于人们了解自然界的一大杰作——飞行。

来自英国布里斯托尔大学、美国耶鲁大学等机构的研究指出,史前鸟类的翅膀比现在原始许多,只有一层层僵硬的羽毛,勉强满足滑翔的需要。

仔细研究了早期兽脚类恐龙后,人们发现羽毛的最初功能是隔热,层层叠叠的羽毛有助于保存热量,随后,羽毛才发展出展示与炫耀等用途。当演化的力量渐渐改变了羽毛的结构,它们在空气动力学中的重要角色渐渐显露出来,数百万年的自然选择将恐龙的前肢变成了披满羽毛的双翼,翅膀能迅速地合拢、张开和扑打——这项了不起的进化革新使恐龙占有了天空。

在过去1.3亿年间,翅膀的基本结构几乎从未改变:一层长长的、不对称的飞羽,飞羽前端带有饰纹,以炫耀色彩或隐藏自己。通过调整飞羽的角度,鸟类能飞升、转向甚至悬停。

近期发表在《当代生物学》(CurrentBiology)上的一项研究,将焦点集中在了赫氏近鸟龙(Anchiornishuxleyi )和始祖鸟身上。后者生活在1.5亿年前,它拥有鸟类和恐龙的双重特征,被广泛认为是最早的鸟类。它们的翅膀由许多层长长的羽毛组成,和今天鸟类的翅膀完全不同,代表了翅膀演化的早期尝试。虽然纤细的羽轴使得羽毛整体比较柔弱,但重叠在一起后,却能产生强大的动力。

但是,早期鸟类羽毛没有明显分化,这使它们只能以高速滑翔的方式飞行,而起飞和低速飞行则会比较困难,也许翅膀最初的功能就是高速滑翔。

研究的参与者之一、布里斯托尔大学(Universityof Bristol)的J.Vinther博士说:“我们发现从恐龙到带羽毛的鸟类,这一演化之路是错综复杂的。羽毛的最初功能是隔热,后来复杂的羽片结构使羽毛拥有了炫示的功能。这些复杂的羽片有着优异的空气动力学性能,在鸟类起源的最终阶段,一些鸟类终于能借助它们拍打翅膀飞行了。”

这项新的研究不仅展现了鸟类飞上蓝天的全过程,还着重讨论了羽毛的演化,这是动物界最最特化也最令人惊叹的结构之一。

耶鲁大学的研究者N. Longrich博士补充道:“仔细研究化石上的每个细节,我们将散乱的线索整合起来,描述了翅膀演化的全过程。侏罗纪鸟类的翅膀远远不是今天这个样子,随着时间的推移,恐龙经过数个阶段,才成为了真正的鸟类。”


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