分享

恐龍如何變烏鴉?

2022-06-17  大科技雜志社   |  轉藏
   

現在已經有許多證據證明鳥類是恐龍的后代,可這件事還是讓人有些難以接受。確實,恐龍是陸上霸主,身披鱗甲、滿嘴利齒,實在跟那些彩裳加身、喙尖無齒的天上飛禽一點也不相像。恐龍是如何長成鳥類的呢?

  適于飛行的恐龍骨架

  恐龍一直是為飛行而生的,盡管許多恐龍從未離開過地面,但它們仍然擁有適于飛行的基本結構框架。

  在恐龍之前和之后,大多數四足動物的重心位于胸部區域,它們需要大量的能量才能用后肢將自己抬高,這使得它們很難輕松地直立。而恐龍的重心距離臀部不遠,臀部之前相對較短的軀干被更堅實的下半身以及長尾巴所平衡,就像一個省力杠桿一樣。因此以臀部為支點,恐龍可以毫不費力地用后肢站立,哪怕是不那么健壯的后肢也可以支撐身體的絕大部分重量。這樣一來,恐龍就可以將前肢騰出來進行其他活動,這是恐龍打敗其他動物的一大優勢。

  恐龍的前肢空閑之后可以進行一些諸如采集果實、擒拿獵物的活動,時間一長,前肢就變得越來越靈活,最明顯的轉變是原本筆直的腕骨逐漸轉變為可以旋轉的腕骨,甚至可以將前肢伸到后背上撓癢癢。鳥類繼承了這種“半月形腕骨”,能將前肢向后彎曲到腕部,更靈活地扇動翅膀,幫助它們飛上高空。

  鳥類還從恐龍身上繼承了許多有助于飛行的骨骼結構:偷蛋龍類和馳龍類的恐龍具有肋骨鉤狀突,可以連接肩胛骨的肌肉,這種發達的胸骨為鳥類提供了肌肉的附著面,是飛行動力的來源;在偷蛋龍類和似鳥龍類的骨骼化石中,人們發現其具有由特定椎骨融合形成的綜薦骨和尾綜骨,前者會使背部變硬,有助于飛行,后者則為尾羽的生長提供了支架。

  雙重呼吸源于恐龍

  發達而突出的胸骨不僅有利于發展更強勁的胸肌,還為一種獨特的呼吸器官——氣囊提供了空間,有了氣囊,鳥類得以使用雙重呼吸這種高效的呼吸方式,而這種呼吸方法很可能來自恐龍。

  英國的一個研究小組研究了4種現代鱷魚和29種鳥類的空腔,并將它們的結構與16種恐龍的結構進行了比較。在比較了掃描結果之后,他們發現恐龍的椎骨比鱷魚的椎骨更像鳥類。許多恐龍,包括迅猛龍和棘龍,都有肋椎骨關節,也有與鳥類相同的脊椎和肋骨。更重要的是,人們在蜥腳類和獸腳類恐龍化石中發現了氣囊存在的證據,其中氣腔龍除了在脊椎骨上,還在叉骨、腸骨和腹肋等骨骼上有氣囊存在的痕跡,顯示出它具有和鳥類非常接近的氣囊系統。

  沒有氣囊的生物在吸入空氣和呼出空氣時使用的都是同一個通道,這意味著一次呼吸過程很難完全利用吸入的氧氣或徹底清空廢氣。而有了氣囊,就相當于多了一個中轉站,吸入身體的空氣會被暫時儲存在氣囊中,分批運到肺部直到被完全利用,廢氣也得以被分批完全排出體外。

  氣囊除了有助于氣體交換外,還具有散熱的重要功能。恐龍的氣囊遍布全身,可以直接從內臟吸收熱量,然后通過呼氣帶出體外。骨骼中的氣囊也有利于減重,氣囊分擔了骨骼的一部分承重任務,骨骼可以被簡化為一系列中空的結構,并盡可能減少不必要的多余骨頭。

  高效的呼吸方式、高效的散熱系統和輕巧的骨架結構,所有這些有利于飛行的特征,鳥類都是從恐龍身上繼承來的。

  恐龍其實有羽毛

  鳥類的羽毛對飛行至關重要,幾乎所有鳥類都長有羽毛,而現在,越來越多的發現顛覆了我們以往對恐龍的印象:大多數恐龍其實也都有羽毛。

  幾十年前,人們將恐龍長羽毛當作一件稀奇的事,每當挖掘到有羽毛的恐龍都會大肆報道一番,比如1861年發現的始祖鳥、1996年發現的中華龍鳥等。從名字也可以看出來,人們認為這些長有羽毛的動物與其說是恐龍,還不如說是鳥類,人們仍不敢相信恐龍也有羽毛。可現在,我們才知道,恐龍長羽毛并不是特例,而是普遍現象。比如鸚鵡嘴龍,它是一種有角的小恐龍,古生物學家們發現它的尾巴上生長著類似鵝毛一樣的細絲;來自俄羅斯的庫林達奔龍,它幾乎被羽毛狀結構覆蓋;大型的肉食性恐龍羽王龍身上長有華麗的羽毛;等等。

  這些飛得不好的家伙都渾身長滿了羽毛,由此可以推測,也許所有恐龍或多或少都長有羽毛。最開始,恐龍將羽毛用于保存熱量,這使得原本是變溫動物的恐龍基本能保持體溫恒定。隨著時間的流逝,恐龍的羽毛開始分支形成各種新形狀,變得更加華麗,它們的作用又多了一項——社交和求偶。還有研究發現,羽毛可能有更多作用,比如在奔跑時羽毛可以幫助保持平衡,提高奔跑速度;羽毛還有助于捕獵,手臂上長有羽毛的恐龍可能像現代猛禽一樣——壓制小獵物時通過揮舞羽毛迷惑獵物,增加抓握力。當然,羽毛到了鳥類身上,作用就變得更加豐富多樣了。

  “瘦身”成功才能上天

  可是,即使恐龍擁有上述所有特征,這群動輒幾十上百噸的“胖子”仍然無法飛上高空,“瘦身”勢在必行!

  事實上,為了上天,恐龍“瘦身”的瘋狂程度一點兒都不遜色于愛美的人類。2014年,澳大利亞、英國和意大利等國的研究人員根據120種恐龍的1500多個解剖特征,構建復雜的數學模型分析了恐龍在進化過程中的體型變化。分析結果顯示,獸腳類恐龍當中的一支,它們的體型一代一代地縮小,在如此“瘦身”5000萬年后終于進化成了鳥類——2.1億年前其平均體重為163千克,當進化到始祖鳥時已經降至0.8千克。

  獸腳類恐龍又是如何成功“瘦身”的呢?研究者發現在獸腳類恐龍身上,發生了一個奇妙的進化過程——幼態延續。幼態延續指的是物種把幼年的、甚至胎兒期的特征,保留到幼年以后甚至成年期的現象。比如人類新生兒體毛稀疏、頭大,大腦學習能力強,到了成年后,這些特征依舊保留,就是一種幼態延續現象。研究發現,獸腳類恐龍也發生了幼態延續,它們出生后,從幼年到成年,體形不怎么長大,甚至有些部位還會縮小。成長過程中,獸腳類恐龍的面部、骨骼在萎縮變小,腿骨也不斷地變得纖細,但是眼睛、腦部卻一直在發育。獸腳類恐龍正是借助這一過程,保留了童年時期的小體型,從而瘦身成功,創造了一個進化奇跡。

  一些恐龍的身體逐漸變小,長得也越來越像鳥類:骨骼中空,身體輕盈;前肢更加靈活,能像鳥翼一樣拍打;氣囊遍布全身,既有利于呼吸也有利于散熱;體表長出了美麗的羽毛,不再披著鱗片或鱗甲。為了更好地隱藏自己,全身覆羽的恐龍會將自己藏在樹上。這些樹棲的恐龍在樹木之間跳躍、降落,久而久之,恐龍學會了如何使用它們長有羽毛的翅膀在空中停留更長時間——因此成為了鳥類。

  恐龍及其直系親屬花了數百萬年時間為飛行做好了各種準備:極簡的骨骼架構、前衛的氣囊結構、時尚的羽毛霓裳和瘋狂的瘦身速度等,這一切最終造就了現今翱翔于天的鳥兒。

    轉藏 全屏 打印 分享 獻花(0

    0條評論

    發表

    請遵守用戶 評論公約

    類似文章 更多

    ass年轻少妇浓毛pics <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <蜘蛛词>| <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链> <文本链>