天天看點

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

作者:宇宙小百科

鳥類從陸地到海洋再到天空進化

在鳥類1.5億年的進化過程中,不同種群的鳥類扮演了各種角色......地球上鳥類物種的多樣性是驚人的。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

如果我們印象深刻的鳥類隻是經常出現在我們後院的蟋蟀鳥,如麻雀,燕子和金翅鳥,那麼我們永遠無法想象鳥類的驚人多樣性。雖然這些鳥類,我們經常看到,在我們的後院形成了一個美麗的景觀,但它們在鳥類1.5億年的進化史上隻發揮了很小的作用。

縱觀鳥類的進化過程,不同種群的鳥類扮演着不同的角色,有的改變了着陸點的生态景觀,有的是海洋中的潛水員,有的是夜間捕食者,有的甚至成為陸地食物鍊頂端的捕食者。許多不尋常的鳥類已經滅絕,其他物種已經進化成我們今天看到的鳥類的形式。在中國、懷俄明州和秘魯等富含岩石沉積物的地方,近年來發現了許多新的鳥類化石。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

它為我們提供了關于鳥類進化的新線索。自2000年以來,已有300多種新發現的鳥類被命名,填補了鳥類進化史上的空白,豐富了它們的多樣性。

在天空中飛翔的古鳥

已知最早的鳥被稱為祖先鳥,

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

他們生活在1.5億年前的侏羅紀時期。當時的土地是恐龍、裝甲劍龍、巨大的長頸龍等的世界,在充滿茂密植物(如松柏、銀杏和芫鐵)的土地上徘徊,但天空中并不是祖先的鳥類,它們和被稱為翼龍的飛行爬行動物一起統治着古老的天空。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

在侏羅紀時期,地球上的古老大陸開始分裂,非洲,南美洲,澳洲和南極洲仍然相連,被稱為Gonwana超大陸,歐洲大部分地區被淹沒在淺海下。已經發現的11種祖先鳥類的骨骼是在當今德國的某個地方發現的,那裡的瀉湖底部是這些古老鳥類的最後安息之地。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

在接下來的8400萬年裡,大量的原始鳥類與它們的恐龍表親一起生活在地球上,它們進化出牙齒,爪子和長而長的尾巴。到6600萬年前,一次小行星撞擊引發了大規模滅絕,消滅了地面上所有的恐龍,天空中的翼龍,海洋中的蛇頸龍等海洋爬行動物,以及許多其他物種。一些鳥類幸存下來,但許多物種,包括齒動物,都滅絕了。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

滅絕後,鳥類開始崛起,1000多隻"現代"鳥類開始走上曆史舞台。滅絕災難後出現的幸存鳥類開始在世界各地擴張,填補并适應滅絕物種留下的廣闊生态空間。随着鳥類生物多樣性的發展,白垩紀-第三紀的滅絕導緻了熟悉和不熟悉的鳥類的出現,包括生活在樹叢中的鹦鹉和老鼠,水生企鵝,在天空中飛行的巨型假齒鳥和陸生鳥類。

新世界開始的鳥類

根據化石記錄,鳥類的多樣性在5600萬年前開始的更新世時期進一步擴大。更新世時期的主要氣候特征是全球溫暖和無冰,世界大部分地區的溫帶和亞熱帶森林向外擴充和延伸。許多珍貴的鳥類化石最初是在化石豐富的古代湖泊底部的沉積層中發現的,例如美國的綠河地層和德國的梅塞爾地層。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

新鳥類的化石骨骼表明,随着鳥類進化出更多的新物種,它們在生物進化史上開始扮演更多的新角色。在新現實主義湖泊中發現的鳥類中,最早的是一種名為軍艦鳥的熱帶海鳥,它滑翔以尋找魚類或從其他鳥類昆蟲中竊取獵物;鹦鹉最原始的祖先用它們特殊的爪子抓住樹枝和栖息在樹上;沿着泥濘的海岸線,一種叫做彎曲蟒蛇的蟒蛇用它細長彎曲的喙來尋找無脊椎動物的獵物;後來,随着熱愛水果的南美極客生産近親,夜間食蟲的私生鳥和闊喙,食鳥的青蛙喙夜鷹的出現,夜間活動的鳥類在這一時期開始出現。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

大多數人可能一生中從未見過一小群鳥類,如鼠鳥。就像它的名字一樣,鼠鳥喜歡在植物灌木叢中爬行,有時将它們靈巧的腳趾倒挂在植物的樹枝上。現在生活在地球上的所有六種鼠鳥都生活在撒哈拉以南非洲,那些不熟悉它們的人可能會認為它們在鳥類的進化中作用不大。但是,事實并非如此。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

化石表明,更新世和複興時代(5600萬至2300萬年前),鼠鳥經曆了多樣化的發展過程,出現了各種不同形态的鼠鳥。在這個鼠鳥的黃金時代,北美和歐洲最受歡迎的鼠鳥種類包括:chascacocolius cacicirostris,喜歡吃樹皮和硬殼水果的尖銳鼠鳥,長翅膀喜歡捕食昆蟲的Celericoris acriala,以及具有鹦鹉狀頭的Oligocolius psittacocephalon。這些鼠鳥以在骨頭裡發現許多植物種子而聞名。這些豐富多樣的物種在2500萬年前消失了,在自然選擇的自然進化過程中被更成功的鳴禽消滅。鼠鳥的繁榮和随後的消失隻是物種從繁榮到蕭條演變的一個例子。

鳥兒回海

自近4億年前陸生脊椎動物首次進化以來,許多物種回歸海洋,導緻鲸魚,海豹,海龜和企鵝等水生物種的第二次崛起,是鳥類種群從陸地向海洋生物轉變的一個衆所周知的例子。

企鵝在白垩紀滅絕後幾百萬年就實作了這種轉變。在新語言時期,一隻名為Kairuku grebneffi的古企鵝高達1.3米,比現代最大的企鵝企鵝高出30%。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

已滅絕的Plotopterids是一種鮮為人知的潛水鳥,在新世界期間跟随企鵝進入大海。除了加拉帕戈斯企鵝外,它們幾乎都來自南半球,從3500萬年到1500萬年前,鹦鹉生活在日本和太平洋西北地區的海岸,雖然它們看起來與企鵝非常相似,但實際上它們與鵝和鵝的關系更為密切。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

傳回海洋的第三種鳥類是海鹦,自第三紀元晚期以來,它們已經适應了海洋潛水。就像企鵝和潛水鳥在它們之前進入大海一樣,有腳海鹦鳥在進化過程中逐漸失去了飛行能力,到中古和新石器時代晚期,它們的翅膀已經進化成鳍。大型,短翅膀,腳踏實地的海鹦傳回大海的旅程并不是很成功,因為它們沒有進化出比企鵝更強大的翅膀和鱗片狀的羽毛。不幸的是,由于人類的過度狩獵,該物種在19世紀中葉消失了。

從中胚層到更新世,另一組的盧卡斯海鹦也開始向海洋移動,進化出更短的鳍狀翅膀。海鹦曾經分布在北大西洋沿岸,而盧卡斯海鹦則生活在太平洋沿岸。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

現代海鹦

這四種鳥類譜系的進化是物種趨同和進化的典型例子,其中不相關的種群逐漸适應并形成表面上相似的結構,因為它們處于相似的環境中。從陸地移動到海洋的每一批鳥類都以同樣的方式解決了水下運動的問題:通過進化出更适合水下生活的雙翼驅動潛水方法。不同種群的鳥類在從陸地移動到海洋時,已經進化出這種趨同,因為它們的翅膀已經适應了在空中飛行,并且在趨同的過程中,它們也逐漸适應了另一種流體海水的"飛行",這種流體的密度幾乎是空氣的800倍。

一隻主宰陸地的巨鳥

在今天的地球上,獅子和狼等捕食者在大多數陸地生态系統中扮演着食物鍊頂端的捕食者的角色。然而,在新一代中,飛行的掠食性鳥類成為南美洲陸地上哺乳動物的噩夢。這種古老的鳥,叫做Phurusrhacids,通常被稱為恐懼鳥。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

它們是一個龐大的種群,這種不可靠的陸地鳥類在陸地恐龍滅絕後不久就出現了。在某種程度上,鳥類恐慌代表了進化史的重演。像他們的白垩紀恐龍前輩一樣,他們是一個可怕的"殺手",有着巨大的頭,兩足行走,産卵 - 鋒利的牙齒,取代了有翅膀的前臂和富含骨頭的尾巴,類似于國王龍的小版本。

有史以來發現的最大的恐鳥頭骨長70厘米,巨大的頭骨屬于一種名為Kerenken guillermoi的巨型鳥類,它生活在大約1500萬年前的Mesoocci時期中期。迄今為止幸存下來的最接近的物種是兩種稱為鶴的物種,它們隻有大約90厘米高,但它們在齧齒動物和一些具有鋒利爪子和鰓的小型爬行動物眼中最可怕。

史前時代的最後一個奇迹是偉大的"僞齒"史前鳥類,名為Pelagornithidae,

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

這些鳥類在最後的Resynchoncy中幸存下來,并在大約300萬年前消失了。人類大約在240萬年前才開始出現在非洲,是以我們最早的直系祖先也失去了手臂,這些在天空中飛翔的巨型鳥類。

巨型鳥類的翼展接近6米,比今天的信天翁和秃鹫大得多。在七大洲都發現了巨型鳥類及其近親的化石骨骼,這表明這些鳥類擅長長距離飛行,利用它們的能力快速滑過世界海洋并最終環遊世界。這些巨型鳥類的一個奇怪特征是,它們的下巴上覆寫着牙齒狀的骨頭突起 - 假牙齒。與真正的琺琅質牙齒不同,這些僞牙齒實際上隻是顱骨的補充。

鳥島的悲劇

縱觀人類曆史,無論人類遷徙到世界的哪個地方,它們都對獨特鳥類的生存構成了巨大的威脅。生活在世界各地島嶼上的500多種鳥類的滅絕與人類遷徙密切相關。例如,紐西蘭的恐鳥症是人類狩獵作為食物導緻滅絕的直接原因,許多鳥類被人類活動的間接影響所消滅,例如引入外來食物物種,燃燒林地造成的鳥類栖息地破壞等。

世界上許多島嶼上丢失的鳥類名單包括地球曆史上有史以來最大的陸地鳥類。例如,生活在馬拉加西島上的一隻巨大的,不會飛的鳥可以達到大約3米的高度。例如,生活在紐西蘭島嶼上的十幾隻鳥類中,有許多是巨大的巨型鳥類。已經消失的稀有鳥類包括夏威夷的一隻不會飛行,夜間活動,尋找氣味的鴨嘴獸;渡船鳥及其近親;以及1972年消失的幾隻紐西蘭陸地蛞蝓。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

鹪鹩

雖然物種滅絕是自然進化的一部分,但最近的一些鳥類滅絕事件不僅僅是自然原因。雖然白垩紀滅絕事件消滅了一些鳥類種群,但它也為其他鳥類種群的上升創造了機會。我們今天看到的是鳥類生物多樣性的喪失及其被同源入侵物種所取代,這些物種降低了島嶼生态系統的自然恢複力。

有些人可能會認為,像渡鳥這樣的鳥類注定要滅絕,因為它們不能飛行,不能緩慢移動或适應環境。然而,這是一個危險的誤解。這些物種滅絕不是因為它們自身的一些缺點,而是因為環境變化如此之快,以至于它們無法迅速适應。例如,島上沒有來自哺乳動物的威脅,在地面築巢的鳥類可以逃脫像鷹一樣的空中掠食者,但是當貓等陸地捕食者被帶到島上繁殖時,本來對鳥類有益的生态環境變得危險。

鳥類的進化史可以用曲折不堪形容,從陸地到天上甚至海裡

關島也發生了同樣的現象,蛇的引入導緻島上所有當地鳥類滅絕。例如,據信,棕色樹蛇的引入導緻關島密克羅尼西亞翠鳥在野外完全滅絕。如何及時防止鳥類進一步滅絕,避免鳥類物種滅絕名單的增加,是當務之急,要正視要面對的問題,希望鳥島的悲劇不再重演。

繼續閱讀