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從「牙尖嘴利」到「無齒之徒」,鳥類的演化究竟經歷了什麼?

目前世界範圍內一共有8600種已經命名的鳥類,從演化的角度看,所有鳥類都是由恐龍演化而來的,而且這些恐龍還都是長著尖利的牙齒的恐龍,到了如今,鳥類已經沒有牙齒,進食方式也只能是「渾淪吞棗」。那麼,從「牙尖嘴利」到「無齒之徒」,鳥類究竟經歷了什麼呢?我們今天一起來聊一下鳥類的演化史。

恐龍成鳥?

恐龍變成鳥,這看起來好像有些天方夜譚,畢竟恐龍總是給人一種體型龐大的感覺,而且恐龍要麼兩足、要麼四足行走,沒有翅膀,那它們真的會是鳥類的祖先嗎?這到底是怎麼回事呢?

首先,恐龍時代是從三疊紀晚期一直持續到了白堊紀的末期,時間跨度約1.6億年。從目前考古的情況看,已經確定名字的恐龍就已經超過800種,雖然大多數恐龍的體型比較大,但其實在恐龍時代,恐龍的體型也是有大有小的,只不過,相比較小型的恐龍,大型恐龍的化石更容易形成和保存下來而已。而且事實上,科學家們在恐龍時代發現的具有羽毛的恐龍也都是小型的恐龍,比如始祖鳥。這是一種介於恐龍與鳥類之間的生物,最關鍵的是科學家們通過對始祖鳥化石蛋白質與現在的鳥類對比發現,二者非常的接近。也正是因為如此,始祖鳥在相當長的一段時間內都被認為是現存鳥類最早的祖先。

但是,想要繪製一種生物的演化樹,必須要有生物的初始形態、過渡形態和最終形態,並且這些不同形態的生物之間要從基因上有較高的關聯才可以。而始祖鳥已經具備了羽毛,它只能算是鳥類演化史上的過渡形態,包括之後已經與鳥類相差不大的孔子鳥、黃昏鳥等,這些都是過渡形態,那麼,鳥類的初始形態是什麼呢?

關於鳥類的初始形態,目前有兩個科學的說法:一個是美國得克薩斯理工大學的古生物學家薩克·查特吉在得克薩斯州發現的「原鳥」化石,這是迄今為止發現的最早的原始鳥類(生活在距今約2.1億年前)。而且根據他對化石的研究發現,原鳥不但骨骼形態與鳥類接近,還有一個重要的器官-羽莖瘤,這是鳥類附著羽毛的器官。不過,一部分科學家認為原鳥化石是由多種小型恐龍「組合」而成的,所以,原鳥是不是鳥類的初始形態還有待於繼續考證。(下圖為原鳥復原圖)

第二個說法相對來說參考的因素較多,而且科學界也普遍的都承認,那就是現存的鳥類都是由侏羅紀晚期(距今約1.5億年前)的空尾龍類(又稱虛骨龍類,是獸腳亞目下的一類恐龍)逐漸的演化而來的,包括了有空尾龍類的演化支手盜龍類。依據是迄今為止發現的所有帶有羽毛或者疑似帶有羽毛的恐龍均屬於空尾龍類,並且尾巴中空的恐龍在飛行演化上確實更具有優勢。最關鍵的是通過DNA對比發現,空尾龍類也是與現存鳥類最為接近的恐龍。

由此可見,恐龍演化成為鳥,並不是在恐龍滅絕之後,而是在恐龍時代的早期就已經開始了,並且並不是所有的恐龍都演化成了鳥,而是體型較小的虛骨龍類演化而來的。而且根據科學的研究發現這些小型的虛骨龍類最初演化出的「羽毛」,嚴格意義上說是一層像軟管一樣的絨毛,正是絨毛的繼續擴展,讓這些虛骨龍類恐龍「插上」了翅膀,有了翱翔在天際的能力。(下圖為虛骨龍類的演化樹)

恐龍為什麼要丟掉牙齒變為「無齒之鳥」?

根據已發現的化石看,所有有初級羽毛的虛骨龍類都有細齒狀的牙齒,按理說,有密集且鋒利的牙齒能夠幫助生物更好地磨碎食物,從而減輕消化系統的負擔。而且有著尖利的牙齒,在攻擊性和防禦能力上也更強。那麼, 為什麼在演化的過程中,鳥類會將祖先(恐龍)的牙齒給丟掉呢?有兩個主要的原因:

第一,飛行所需

鋒利的牙齒對於食肉動物來說非常重要,但是僅僅有牙齒還是不夠的,因為有了牙齒後,食肉動物們拼的就是咬合力了。如何具備較強的咬合力呢?沒錯就是強而有力的上下頜,想要具備強而有力的上下頜就必須有足夠的肌肉群作為動力的來源,這樣頭部的肌肉富集,會加重頭部的重量,在飛行時,就會出現「頭重腳輕」的負面影響。因此,為了更利於飛行,鳥類在演化的過程中,逐漸的弱化了牙齒的能力,讓肌肉群退化掉,這樣頭部的重量就會減輕,但是弱化的肌肉群讓牙齒失去了動力來源,逐漸的牙齒對於鳥類就顯得越來越雞肋了。最終,「雞肋」的牙齒退化,由堅韌的喙所代替。

第二:消化系統的重塑

為了減輕頭部的重量,鳥類在演化的過程中弱化了肌肉,這讓鳥類的咀嚼能力大打折扣,舉個例子,年輕時,我們嚼一些堅果嘎嘣脆,當老了之後,肌肉群力量減少、鬆弛,再嚼東西時,即使軟一些的食物都得嚼很多次才能下咽。鳥類也是一樣的,弱化了肌肉群,讓食物開始大顆粒的進入消化道,於是鳥類的一個重要器官出現了-嗉囊。嗉囊對於鳥類來說就像牙齒的作用一樣,都是將食物碎片化再進入消化道,此時牙齒的作用越來越小,與之匹配的是鳥類的肌胃發生了變化(內壁被一層堅韌的膜覆蓋,保護肌胃不受硬物的傷害),再結合吞咽一些細沙用於磨碎食物的習性,鳥類的整個消化系統被重塑。

總結

現存的鳥類都是由侏羅紀晚期的小型虛骨龍類恐龍演化而來的,在整個的演化過程中,恐龍不僅把絨毛逐漸地變為羽毛,還將整個的消化系統重塑了,這是為了飛行必然要做出的調整,包括牙齒的退化。因此,當恐龍完全變為鳥類後,它們的牙齒也就消失了,這就是鳥類從「牙尖嘴利」「無齒之徒」的演化過程。

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