順風順水的蝙蝠進化

蝙蝠是先學會飛行，還是先學會了超聲波捕食？蝙蝠的種類為什麼那麼多？

我們知道，絕大多數哺乳動物都生活在陸地上，不過也有例外，比如鯨就生活在海洋里，而蝙蝠則生活在空中。你一定見過蝙蝠這種似鳥非鳥、似鼠非鼠的小動物。夏日每到黃昏，它就出來活動，捕食空中飛行的昆蟲；白天則躲在陰涼、光線昏暗的山洞裡，因為它是夜行動物。

不過你大概不知道，這種看到就要讓人嚇一跳的「空中飛俠」還擁有兩項吉尼斯世界紀錄呢！第一，它是唯一在空中飛行的哺乳動物；第二，它是哺乳動物中種類最多的分支，佔到整個哺乳動物種類的1/5強。

它是如何擁有這兩頂桂冠的？

蝙蝠的兩大特技

從進化的角度說，蝙蝠的遠古祖先一開始也是在地面活動的，那麼它後來是怎麼飛到天上去的呢？

蝙蝠的祖先原來生活在樹上，在捕食或者逃避敵害的時候，它需要迅速從一棵樹轉移到另一棵樹去，因此在漫長的歲月里，前肢進化出了皮膜，使它能夠在樹木之間滑翔，這種滑翔的本領至今還被鼯鼠、貓猴等樹棲哺乳動物保留著。不過，蝙蝠的祖先並沒有就此停步，在皮膜的基礎上，它又進化出適于飛翔的生理結構，最後終於可以像鳥類一樣自如地飛翔在空中。

其實蝙蝠還有一個眾所周知的特技，那就是超聲波回聲定位，只是因為海洋里的一些動物也具有這項本領，所以才沒有把它列入世界之最。據估計，絕大多數蝙蝠是靠回聲定位來尋找食物的（當然也有少數靠的是視覺和嗅覺，因為它們的回聲定位功能退化了）。蝙蝠在飛行過程中，口腔會發出高頻的聲波，即我們所說的超聲波。當超聲波傳播遇到障礙時，比如前方有一隻甲蟲，就會反射回來，被蝙蝠的耳朵接收，從而幫助它分析判斷障礙是什麼，在什麼方位，離自己有多遠等等信息。

而為了做到這一點，蝙蝠的口腔具有一種特殊的構造，使它能夠發出超聲波；同時它的耳朵也相應地進化出一種能夠區分不同頻率聲波，並從中探測超聲波的複雜結構。古生物學家正是通過分析蝙蝠化石中口腔和耳朵的形狀、大小，來判斷這種古蝙蝠是否具有回聲定位的本領的。

飛行和回聲定位，孰先孰後？

現在一個有趣的問題是：蝙蝠的兩大特技——飛行和回聲定位，在進化過程中誰先出現，誰後出現呢？

關於這個問題，過去流行著三種猜測：

一種看法認為，蝙蝠祖先為了提高運動靈活性和捕食的方便，先進化出飛行的本領，而在飛行的過程中，為了更有效地探測在空中飛行的獵物，它才又進化出回聲定位的本領，所以飛行在先，回聲定位在後，回聲定位對於飛行本領，只相當於錦上添花。

第二種看法則相反，認為回聲定位在先。原始的蝙蝠在樹間滑翔的時候就已經開始利用回聲定位來捕食了。回聲定位使得它能夠探測和跟蹤更遠處的「美味」，而如果沒有相應的捕捉能力，「望梅止渴」畢竟不是好滋味啊，於是這又逼使它進化出了飛行的本領。

第三種是和稀泥的看法，認為飛行和回聲定位是同時進化的。

由於蝙蝠的化石稀缺，這些爭論在古生物學界持續了幾十年。稀缺的原因是，蝙蝠體型小、骨骼易碎，而且主要生活在屍體腐爛迅速的熱帶地區，所以很難形成化石保留下來。只有蝙蝠死亡的地點立刻被沉積物覆蓋，屍體免遭腐食動物和微生物等破壞的情況下，才會變成化石。分析2008年以前找到的蝙蝠化石表明，那些古蝙蝠都同時具有飛行和回聲定位這兩項本領。

不過最近，人們有了新的發現。美國古生物學家在美國懷俄明州著名的綠谷地區發現了一塊迄今最古老的蝙蝠化石。這種古蝙蝠的四肢和胸腔表明，它能夠飛行。而從它的口腔和耳朵的結構來看，還不適合發射和接收超聲波。

這樣，我們對這一問題就可以蓋棺論定了：蝙蝠的兩項特技，飛行在先，回聲定位在後。

蝙蝠家族為何「人丁興旺」？

毫無疑問，飛行和回聲定位這兩項特技極大地提高了蝙蝠的生存能力，為豐富蝙蝠的門類作出了不可磨滅的貢獻。不過蝙蝠種類數量之所以能高居哺乳動物榜首，還有別的一些原因。

現存蝙蝠有19個科。每一科的蝙蝠都是高度專業化的，有的只以甲蟲為食，有的只吃小型蛾類，有的既吃甲蟲又吃飛蛾，有的食蜜，有的吃植物果實，有的吸食動物血液……因為食物不同，它們的體型、翼型、頭形和齒形均有很大差異。此外，還有7個科已經滅絕。這樣算來，自蝙蝠出現至今，至少有過26科。所有這些門類的蝙蝠，據DNA分析，全出現於距今5580萬～3350萬年前，即在地質史上稱為「始新世」的一個地質年代。蝙蝠這一家族在這麼短的時間內分化出如此眾多的門類，真稱得上是一次物種「大爆發」，這在哺乳動物進化史上是絕無僅有的。

為什麼會出現這麼一次「大爆發」呢？

這跟當時地球上年平均氣溫上升密切相關。眾所周知，昆蟲一般喜歡生活在濕熱的環境，比如海南的昆蟲種類和數量就比北京要多。氣溫升高，意味著昆蟲的種類和數量增多，這就極大地豐富了蝙蝠的食物來源。

我們知道，進化過程中，生物的變異是隨機、沒有定向的。拿某一種類的蝙蝠來說，它既可能變異出飛行更慢的一類蝙蝠，也可能變異出飛行更快的一類蝙蝠。在食物匱乏的情況下，因為飛行快的蝙蝠往往更容易捕捉到昆蟲，在進化的舞台上就會把飛行慢的蝙蝠淘汰出局。可是始新世食物那麼多，既有飛行快的甲蟲、飛蛾，也有飛起來慢騰騰的石蛾、蟑螂，再加上始新世蝙蝠的天敵很少，只有貓頭鷹等，總而言之，套用一句俗話就是，那時「世上的道路如此寬廣，容得下每個人走」，所以蝙蝠的幾乎每一次變異和分化都保留了下來，於是造成了今天蝙蝠家族「人丁興旺」的局面。

其實蝙蝠的進化之謎還有很多問題懸而未決。比如，蝙蝠的祖先肯定在始新世之前就已經存在，但現在還沒有找到相關化石。還有，蝙蝠的近親問題。過去人們認為具有滑翔本領的鼯鼠、貓猴應該是它的近親，可是最近據DNA分析表明，它們跟蝙蝠並沒有親緣關係，所以蝙蝠的近親是誰依然是個謎。這些謎團或許要等到古生物學家發現了更古老的蝙蝠化石才能解答。

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