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主题:鸟类未来将会进化成什么样

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鸟类未来将会进化成什么样  发帖心情 Post By:2021/8/7 16:24:09 [只看该作者]

文章开始前思考两个问题:

1.鸟类的特征是什么?

羽毛、翅膀、坚硬的喙、没有牙齿等。

2.鸟类是由什么演化过来的?

恐龙,准确的说是小型兽脚类恐龙始祖鸟。但是从发现的始祖鸟的化石上看,始祖鸟依旧保留了爬行动物的特征,比如有爪的前肢和长长的尾骨,还有爬虫类的牙齿。

进化论和自然选择说告诉我们,鸟儿为了适应环境才变成了这幅样子。那么我们不得不凭着进化论的算法去考虑这样一个问题:未来的鸟类会是怎样的?

全文共计2800字,阅读时间预计10分钟,涉及专业知识较多,包括趋同进化(Convergent evolution0、伯格曼法则(Bergmann's rule)、地质年代、古生物学等,对于一些基础生物学概念文中不过多解释。额外说明:文章为进化论学派,一切建立在进化论成立的基础上。

鸟究竟是不是恐龙进化来的?这件事是怎么确定的

生物学家Thomas Henry Huxley提出了鸟类与恐龙之间的进化关系,它对始祖鸟和各种史前爬行动物进行了仔细的对比分析,发现它与恐龙极为相似

但是在海尔曼(Heilmann)《鸟类的起源》一书里,他经过比对并未在恐龙的遗骸中发现锁骨,而鸟类有锁骨,只不过被融合在一起形成了扇状骨(叉骨)。锁骨是相对脆弱的骨头,因此有被破坏或至少被破坏而无法识别的危险。然而,在海尔曼写书之前,实际上已经挖掘出了一些兽脚类的锁骨,但是这些都被误认了。

海尔曼对始祖鸟和鸽子骨骼解剖的比较

海尔曼坚定地认为进化是不可逆的,因此他只能抹去鸟类和恐龙之间的联系,将这种相似归因于趋同进化


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  发帖心情 Post By:2021/8/7 16:24:33 [只看该作者]

1970年,Ostrom在荷兰泰勒博物馆中将翼手龙标本重新描述为始祖鸟的另一个骨架,标本主要单翼组成,这使Ostrom意识到始祖鸟和恐爪龙的手腕之间的相似性。

恐爪龙(左)始祖鸟(右)

然后Ostrom和英国古生物学家阿利克·沃克发表了一系列出版物,其中阐述了鸟类与兽脚类恐龙之间的许多相似之处,重振了鸟类与恐龙之间的联系。

中华龙骨化石

20世纪九十年代初,在中国东北辽宁省的几个白垩纪地质构造中发现了保存完好的鸟类化石,它们很快就被确认为是一个与兽脚类恐龙密切相关的美颌龙。令人惊讶的是,它的身体被长长的丝状结构所覆盖。这些被称为“原羽毛”并被认为与鸟类的高级羽毛同源

美颌龙

至此,鸟类是由恐龙进化来的这一观点成为主流。

在进化过程中,鸟类放弃了什么又获得了什么

鸟类从在地上行走到可以在天上长时间飞行,必须改变自己的身体结构,才能适应环境的发展。

骨状尾巴鸟类的进化趋势是减少解剖结构以减轻体重。消失的第一个元素是骨状尾巴,它们的尾椎、椎骨等融合在一起形成单一的骨化。孔子鸟(Confuciusornis)就是这种趋势的一个例子。虽然保持爪状手指,也许是为了爬山,但它的尾巴呈单一骨化(比现代鸟类更长)。

孔子鸟化石

在整个中生代,尽管它们的翅膀已经进化到类似于许多现代鸟类的翅膀,但它们保留了带爪的翅膀带有牙齿的口鼻部,而不是大多数形式的喙。

在失去一条尾巴后,他们的腿迅速发展,演变为高度灵活且适应性强的工具。

喙和牙齿孔子鸟的化石显示它有喙,但没有牙齿。它是已知的最早的有喙的鸟,而没有牙齿则说明现代鸟类牙齿的损失就发生在孔子鸟生活的时期。

胸骨白垩纪看到了更多的现代鸟类的一个更坚硬的肋骨隆突和肩部能够允许一个强大的冲程,能够持续动力飞行。但是一些南半球的鸟类,包括鸵鸟、鸸鹋、鹤鸵等不会飞的鸟,它们典型的特征就是平胸不会飞。

当它们将自己的身体结构不断加以改造,身体变得更加轻盈,骨骼更能适应高空的压力,翅膀和羽毛可以帮助它们飞行和平衡身体,同时让腿变得短小能够让自己在高空中更加灵活。在几千几万年的演化过程中,现代鸟类就诞生了,身体的特殊结构也稳定下来了。


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  发帖心情 Post By:2021/8/7 16:24:55 [只看该作者]


鸟类目前的进化趋势——它们会变成什么?

任何生物都是随着环境的变化,为了保证能够让自己生存发展下去,而做出相应的变化去适应环境的。然而环境的变化不是一朝一夕的,进化的速度就更加缓慢了。

人类无法在短时间内检测到所有鸟类体内结构的变化,但是可以直观地发现:目前鸟类的灭绝速度比其它任何可能的新物种的形成或者其它物种的灭绝速度都要快。

自16世纪以来,灭绝的鸟类约150种,兽类约95种,两栖爬行类约80种。1500年以来,鸟类灭绝了1.3%,但是美国科学家研究表明,到本世纪末,将有10%的鸟类灭绝。也就是说到2100年,至少1200种鸟类消失。它们的灭绝速度远超我们的想象。

另一个问题就是杂交,人类活动以及城市的扩张导致鸟类的栖息地迅速减少,一些鸟类的栖息地出现重叠。杂交必然会带来不同物种之间新的身体结构或者羽毛颜色等的改变。

但是杂交带来的最严峻的问题还是对原始物种的破坏,当原始物种体内的原始基因越来越少,就已经不是原来真正意义上的该种生物。现在已经在南美部发现的许多杂种蜂鸟可能对所涉不同物种保护构成威胁。

鸟类的灭绝导致的这一部分基因缺失以及杂交带来的物种基因发生改变都可以看作进化的一种。按照达尔文的进化论来看,“物竞天择,适者生存”,这也许是鸟类选择优秀的基因,淘汰落后的基因。但是不得不正视的是,它们的灭绝多了人为干涉,不是在自然环境下灭绝的。它们努力生存于弱肉强食的大自然,却最终没逃过人类的屠刀。

而近期更为直观的数据表明,鸟类的骨骼的确发生了变化。

2019年12月,菲尔德博物馆和美国密歇根大学联合研究的成鸟类的形态变化发表在生态学快报。该研究使用了自1978年以来因与伊利诺伊州芝加哥市的建筑物相撞而死亡的鸟类尸体。

该样本由来自52个物种的70,000多个标本组成,跨越1978年至2016年。研究表明鸟的小腿骨头(代表身体大小)平均缩短了2.4%,而翅膀则延长了1.3%。

研究结果表明它们的形态变化是目前气候变化的结果,也就是受全球气候变暖的影响。

这一观点来自伯格曼法则,在寒冷地区鸟类的体型应该比温暖地区的体型更大,因为体型大有利于保存热量,体型小有利于散热。

研究者布莱恩·韦克斯表示:人们假设,随着地球变暖,我们可能会看到身体尺寸减小的时间规律。

研究人员还通过短期波动进一步证明了这种联系,发现与前一年比,体型的变化始终随着温度的变化而变化。(但是由于一年中还发生了很多事情,有太多的不确定因素,所以这个研究结果我们暂且不采用好了。)

但是这一发现表明了鸟类已经在努力做出改变以适应全球变暖的气候了。而近年来全球变暖的速度一直在加快,联合国发布了一份气候报告,警告称全球气温最快将在2030年达到不可逆转的临界点。到那时鸟类又会变成什么样子呢?体型越来越小,翅膀越来越长?

物种的稳定性与多样性还是要看环境的稳定性和多样性,现在全球变暖、物种灭绝加快、环境破坏的情况下,是极不利于保持物种的稳定性的。我们不但要认识到这件事情的严重性,更要落实到行动上,让这些生物回到它们熟悉的家!



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