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為吸引異性付出生存的代價值得嗎?——鳥類化石尾羽作用的思考

所謂鳥尾羽,通常是指生長在鳥尾的羽毛,具體是指在尾臀出生的正性羽毛。随着真正的鳥的尾骨已經惡化,最後幾根尾骨愈合成尾骨,以支撐扇形的尾羽。因為鳥類的尾椎不像許多其他脊椎動物那樣向外突出形成尾巴,是以它們的末端長出扇形的羽毛。那麼鳥尾羽的作用是什麼呢?科學家認為,鳥類的尾羽具有平衡作用、控制方向、溝通作用和求偶作用。

讓我們展開分析。第一個平衡效果是鳥的尾巴在飛行和站立時保持身體平衡。鳥兒飛得很快,但平衡性很差,此時尾羽可以起到平衡作用。此外,當鳥類站立時,可以使用尾羽來保持平衡。例如,美洲金翅鳍每次停下來站在樹枝上時都需要快速搖動翅膀。第二個控制方向,鳥尾羽的長而寬的毛發,可以靈活地旋轉,幫助它們在飛行時改變方向,加速或平穩地停止。第三,鳥類也可以通過尾巴和類似物種進行交流,以顯示它們的地位和威嚴。例如,當一個地區被入侵時,它會迅速搖尾巴,并與警報推文相結合,警告和恐吓入侵物種。通過搖尾巴告訴同一類人,這是它的地方。第四種求偶效果,有些鳥兒會通過自己的尾巴來表達愛意、求愛。例如,雄性孔雀在求偶期間通過展開華麗的尾巴來表達對雌性孔雀的愛。

為吸引異性付出生存的代價值得嗎?——鳥類化石尾羽作用的思考

早白垩紀抗鳥元川栉正(攝影:王敏)

其實以上五大功能,主要可以歸結為兩類,一類是為了飛行的友善,一種是為了吸引友善,但從進化的角度來看,這兩者往往不可能擁有,為了飛尾羽不顯著而美觀,而為了顯著而美觀, 它的飛行功能必須降低,在鳥類的進化史上,有的選擇飛翔和短尾巴,有的選擇吸引和長尾,前者如中現代鳥類,後者如中生反鳥。

如上所述,尾羽是鳥類飛行系統的重要組成部分,其形态同時受到自然選擇(空氣動力學)的影響,也受到性選擇的作用。許多雄鳥都有五顔六色、五顔六色的尾羽,顯然不利于飛行,但有利于吸引異性,這啟發了達爾文首次提出"性選擇"的概念。當羽毛的長度超過尾羽形成的風扇表面最大寬度所在的線時,多餘的羽毛會降低飛行效率。是以,這種羽毛往往是為吸引異性而做出的性選擇的結果。

為吸引異性付出生存的代價值得嗎?——鳥類化石尾羽作用的思考

從鳥類進化的過程來看,如前所述,中生鳥分為現在的鳥類和反鳥,鳥類已經進化成活鳥,而反鳥最終滅絕了,反鳥是最早的鳥類群體在全球輻射差異的進化中,在進化樹和現在的鳥類類型群中構成了姊妹群。研究發現,中觀世代現代鳥類一般有扇形尾羽,而反鳥則有裝飾尾羽結構,反鳥主要栖息在樹上,需要通過誇張的尾羽繞過灌木叢的阻擋,才能吸引異性栖息在開闊的湖面上,複雜的尾羽圖案容易發現, 是以,空氣動力學扇形尾羽在自然選擇下分布更廣,這些類似鳥類的物種可能會通過啁啾聲,築巢或其他方式吸引異性。化石的不斷發現進一步表明了性選擇、自然選擇和生态機會等互相作用對鳥類進化的影響。

為吸引異性付出生存的代價值得嗎?——鳥類化石尾羽作用的思考

鴨尾羽形态、色素體及後肢羽毛(王敏供應圖檔)

看來,反鳥已經為看似吸引異性的裝飾性長尾巴付出了沉重的代價,這種長尾巴在不斷的進化中已經被淘汰了。但科學家更認為,反鳥是樹栖的,因為6500萬年前撞擊地球的小行星帶來的恐龍等物種的大規模滅絕,森林樹木遭到破壞,美麗的反鳥失去了生存環境,最終遭到破壞,相反,今天鳥類的自然選擇分布更為廣泛,既适合居住又适合飛行是以生存。

近日,中國科學院古脊椎動物與古人類學研究所王敏、周忠和發表了一項關于鳥類尾羽進化的研究,該研究由南京大學菲爾德自然曆史博物館、臨沂大學和天宇自然博物館聯合完成,并報道了一類帶針尾的中世代反鳥類化石, 在白垩紀初期的遼溪熱河生物群中發現。發現的鳥類屬于反鳥Pengornithidae的新屬,該屬于1.2億年前被發現,并被研究人員命名為Yuanchuavis kompsosoura蜻蜓(也稱為雛鳥,yu'n ch?)是中國神話和傳說中的一種神鳥,參見莊子秋水:南方有鳥類,其名稱是雛鳥。

為吸引異性付出生存的代價值得嗎?——鳥類化石尾羽作用的思考

元川維庫普索拉恢複圖(張浩軒繪制)

蜻蜓的尾羽由四對片狀羽毛扇形。位于中間的一對尾羽明顯加長,甚至超過體長的1.3倍,羽軸上異常寬,與兩側短尾羽形成的恐龍或中苞鳥從未見過的情況。飛蛾上一對全羽長尾羽,在生長和日常維護方面,顯然對個體本身的生存更不利。但是,美麗而明顯更長的尾羽顯然更有利于吸引異性,但牦牛的最終滅絕确實是為美和吸引異性而付出的沉重代價。但這值得嗎?

  

為吸引異性付出生存的代價值得嗎?——鳥類化石尾羽作用的思考

中生鳥尾羽演化簡圖(王敏合影)

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