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鳥類的飛行能力:體型巨大,不妨礙運動

2022-03-15由 芳香不殆 發表于 農業

都具有飛行能力是鳥的主要特徵嗎

不能飛行的鳥類沒有飛行能力,比如鴕鳥、鴯鶓、可食火雞、美洲駝鳥、幾維鳥和企鵝等,它們賴以生存的能力是奔跑或者游泳。這些鳥類的許多解剖學特點很清楚地表明,不能飛行的鳥類進化自其飛行祖先。它們仍然保留了巨大的顱骨、變輕的無牙喙、癒合的翼骨、水平狀的股骨,使用膝關節而不是髖關節進行運動,還有鞍形頸椎和尾綜骨,並且,翅膀上已經退化的羽毛的分佈模式也與真正的飛羽相同。

鳥類的飛行能力:體型巨大,不妨礙運動

在鳥類的歷史中,飛行能力的演變是一個永恆的主題。鳥類中的許多種類失去了飛行能力後,在安全時便開始探索地面上的情況。利用其長腿,它們很快就成為高效的跑動者,以躲避捕食者。在能量方面,飛行需要耗費許多能量,如果在地面上是安全的,鳥類就不會飛行。由於鳥類具備兩種模式的運動能力,即靠翅膀飛行、靠腿奔跑,因此沒有飛行能力並不妨礙它們在陸地上或水中運動。例如,與阿根廷中新世最大的飛行鳥類——阿根廷巨鷹——一樣(查特吉等,2007),這類動物體重增長的上限為70kg,如果體重繼續增加,飛行能力就會繼續下降,像平胸鳥類一樣。

鳥類的飛行能力:體型巨大,不妨礙運動

在鳥類進化中,失去飛行能力是一種經常出現的情況,可能是為了節約能量。真正的不能飛行,是指所有的飛行能力都喪失了,而且通常翅膀會退化,這種情況在各種不同類群的鳥類中都有發生。在沒有天敵的島嶼鳥類中,不會飛行是非常常見的。但是,在陸棲鳥類中,它們失去了飛行能力,就會增大自己的體型,比如平胸鳥類。體型巨大使它們適於行走,並擁有更好的覓食策略,這是一種免受捕食的自然保護方式。所有鳥類在雛鳥階段都是不能飛的,而飛行鳥類的雛鳥擁有類似於成年不能飛行鳥類的特徵。幼形遺留,即在發育過程中對幼年特徵的保留,是不能飛行鳥類進化中的一個主要構成部分,尤其是在飛行器官的退化方面。這些特徵包括:沒有腹側龍骨突的扁平胸骨;翅膀小;翼遠端部分不等長;肩胛骨與喙突之間的關節連線處呈鈍角;髂骨和坐骨之間有寬而未骨化的區域;有與幼體類似的絨羽。雖然飛行能力需要幾百萬年的時間來進化,但透過控制同源基因的發育,可以很快達到失去飛行能力的目的。

鳥類的飛行能力:體型巨大,不妨礙運動

格雷格·保羅(2002)認為,虛骨龍類在飛行演化的早期階段,多次失去飛行能力。從其兩種體型來看,這似乎是十分有可能的。在飛行起源過程中,鳥類祖先身體的小型化是減輕其身體重量的主要方法,這樣的話,它們只需要更少的能量就能在樹林和空氣中抵禦重力。同時,陸棲形態顯示其體型巨大。如果從獸腳類分支中的帶羽毛虛骨龍類開始觀察,我們會在每個分支中都看到這兩種不同的體型——小型與大型。體型小的(≤1kg)可能是樹棲動物,它們追求提升飛行能力,體型大的(10~30kg)則完全是陸棲動物。在虛骨龍類這一譜系中,幾次體型變大事件都與失去飛行能力有關(特納等,2007)。擅攀鳥龍類被迫成了樹棲動物,同樣,一些有巨大蹠骨羽毛的恐爪龍類,如小盜龍和近鳥龍,它們就偏向於樹棲生活方式,因為巨大的足部羽毛會阻礙它們在陸地上的運動。