鸟类起源的研究[1] ,经过了主要这样的一些阶段。
1868年,赫胥黎提出了鸟类起源于恐龙的假说。赫胥黎是英国著名的一个生物学家,也是达尔文进化论的坚定支持者,同时他也是首先提出鸟类起源于恐龙学说的一位学者。
到了1927年,丹麦古生物学家海尔曼在他1927年发表了一本非常经典的著作《鸟类的起源》书中提出,鸟和恐龙虽然十分相似,但恐龙因为已经十分特化,所以鸟类可能不会从恐龙直接起源,而是和恐龙有一种共同的祖先,这就是槽齿类。所谓槽齿类,就是说比恐龙更加原始的一种化石类群,这个类群被认为是产生了恐龙、鸟类、鳄鱼等现代一些主要的脊椎动物大的类群,它出现的时代可能会更早一点,比侏罗纪、白垩纪还要早的三叠纪出现。这种学说从提出来以后,一直盛行了大概有半个世纪。
鸟的起源
从1973~1985年,恐龙起源说再次复兴。学者在研究脊椎动物化石的时候,发现有一块被鉴定成翼龙的化石具有羽毛,进而找到了另外一件始祖鸟化石。这种偶然的发现,使学者将鸟类和恐龙的关系连接到了一起。1986年一直到2013年,恐龙起源学说不断盛行,越来越多的化石证据支持了这样的一种假说。
来自于中国的带毛的恐龙,如中华龙鸟是第一个身上保存真正的分叉羽毛的恐龙化石。该化石的发现,引起了国际古生物学界很大的轰动,被认为是鸟类起源于恐龙的学说最重要最新的证据。
甚至有学者提出恐龙没有灭绝,我们所见到的现生的鸟类都是恐龙,生活在南美的蜂鸟当然就自然而然成为最小的恐龙。
鸟类的起源是复杂的问题,当更多证据被发现后,或许还有其他的解读(普遍认为,中华龙鸟是鸟类最早的祖先,不过中华龙鸟还不是鸟,仍然属于恐龙的一种)。[2]
鸟的羽毛
羽毛分为正羽、绒羽和毛羽三种类型。正羽的羽枝两侧密生羽小枝(图8),羽小枝上生有钩或槽,前后相邻的羽小枝相互钩连,组成扁平而有弹性的羽片。体表的正羽,形成一层防风外壳,并使鸟体呈流线型轮廓。翼及尾上的正羽,对飞翔及平衡起决定作用。绒羽的结构特点是羽轴纤弱,羽小枝的钩状突起不发达,因而不能构成坚实的羽片,有保温作用。鸭绒就是鸭的绒羽。毛羽很细,呈毛发状,杂生在正羽与绒羽之中,在拔去正羽和绒羽之后才能见到。[3]
鸟类体羽的分区
鸟的皮肤
鸟类的皮肤无汗腺,唯一的皮脂腺是尾部的尾脂腺,其分泌的油质,经过喙的涂抹,擦在羽上,使羽片润泽不为水湿。尾指腺的分泌物,还含有麦角固醇,这种物质在紫外线照射下,能转变为维生素D。当鸟用喙涂擦羽毛时,维生素D可被皮肤吸收,有利于骨骼的生长。
鸟的骨骼
鸟类适应于飞翔生活,其骨骼轻而坚固,骨片薄,长骨内中空,有气囊穿入。许多骨片合在一起,以增加坚固性。脊柱可分为颈椎、胸椎、腰椎、荐椎和尾椎五部分。颈椎数目较多,椎体呈马鞍形,使颈部极为灵活([2] 猫头鹰头部活动可达270°)。
最后几个胸椎、全部腰椎、荐椎和部分尾椎完全愈合在一起,称综荐骨,为腰部的坚强支柱。肋骨上有钩状突,互相钩接,使胸廓更为坚固。
前肢变为翼,各骨排成一直线,骨间有能动的关节,末端的腕骨、掌骨、指骨愈合变形,使翼扇动时成为一个整体。肩带由肩胛骨、乌喙骨和锁骨组成。细而有弹性的锁骨呈“V”字形,它能在鼓翼时阻碍左右乌喙骨的靠拢,也能增强肩带的弹性。
鸟的骨骼
鸟类的整个体重落在后肢,后肢骨骼强大,和其他陆栖脊椎动物的后肢骨相比,鸟类跗骨延伸,起到增加弹性的作用。鸟类通常具四趾。在成鸟,腰带的髂骨、坐骨、耻骨三骨片以及综荐骨愈合成一个整体,增加了腰带的坚固性。
鸟的肌肉
鸟类与飞翔有关的胸肌特别发达,约占身体质量的1/5,它能发出强大的动力,牵引翼的扇动。而背部肌肉退化,这一点和鱼类正相反。
鸟的胸肌可分为大胸肌和小胸肌两种。前者起于龙骨突,止于肱骨的腹面,收缩时,使翼下降;后者起于龙骨突,而以长的肌腱穿过由锁骨、乌喙骨和肩胛骨所构成的三骨孔,止于肱骨近端的背面,收缩时使翼上举。
后肢的肌肉,集中在大腿的上部,而各以长的肌腱连到趾上。这样,支配前肢和后肢运动的肌肉都集中于身体的中心部分,这对于飞翔时保持身体重心的稳定性有重要意义。
鸟的消化系统
现代鸟类缺齿,咀嚼功能由砂囊代替。雌鸽在生殖时期,嗉囊壁能分泌“鸽乳”用来喂养雏鸽。鸟类的消化腺(肝、胰)很发达,它们分别分泌胆汁和胰液并注入十二指肠,参与小肠内的消化作用。家鸽无胆囊,而鸡、鸭等大多数鸟类都有胆囊。鸟类的消化能力强,食量大而不经饿,这是与鸟类飞翔时能量消耗大有关的。
鸟的神经系统
鸟类的大脑、小脑、中脑都很发达。大脑半球较大,这主要是由于大脑底部纹状体的增大。在鸟类,纹状体是管理运动的高级部位,也和一些复杂的生活习性相关。实验证明:切除家鸽的一部分纹状体后,家鸽正常的兴奋和抑制就被破坏,视觉受影响,求偶、营巢等习性丧失。鸟类的大脑皮层并不发达,小脑很发达,这与鸟类飞翔运动的协调和平衡相关。中脑在背部构成一对发达的视叶。
在鸟类的感觉器官中,最发达的是空中飞翔时起重要作用的视觉器官,而嗅觉器官不发达。鸟眼依靠发达的睫状肌可以迅速地调节视力,由远视改变为近视。因此,当鸟在树木中疾飞时,从未和树枝相碰;或由高空俯冲到地面觅食时,也能在一瞬间由“远视眼”调整为“近视眼”。鸟眼的瞬膜发达,飞行时遮盖眼球,起保护作用。
鸟的排泄和生殖系统
鸟类的肾脏十分大,可占体重的2%以上,在比例上甚至超过哺乳类的肾脏。肾脏之所以发达,是与鸟类的新陈代谢相关的。鸟类无膀胱,尿中水分较少,呈白色浓糊状,随粪排出而不单独排尿。
鸽与大多数鸟类一样,无外交接器(鸵鸟、鸭、鹅等有交接器)。它们在交配时,雌雄鸽的泄殖腔孔相互接触,精液进入雌体而行体内受精。卵成熟后,破卵巢壁而出,被吸入输卵管的喇叭口内,如遇有精子,则在此处受精。卵无论受精与否,沿输卵管下行时,都被裹上蛋白,然后又加上卵壳膜,最后在子宫处加上石灰质的蛋壳。鸽的受精卵,孵化期约16 d,鸡约21 d,鸭约28 d。
鸟的种类繁多,遍布全球,生态多样,鸟类可分为三个总目:
平胸总目,包括一类善走而不能飞的鸟,如鸵鸟。
企鹅总目,包括一类善游泳和潜水而不能飞的鸟,如企鹅。
突胸总目,包括两翼发达能飞的鸟,绝大多数鸟类属于这个总目。
鸟类种类很多,在脊椎动物中仅次于鱼类.21世纪全世界为人所知的鸟类一共有9,000多种,光中国就记录有1,300多种,其中不乏中国特有鸟种(参见中国特有鸟种列表)。大约有120~130种鸟已绝种,与其他陆生脊椎动物相比,鸟是一个拥有很多独特生理特点的种类。这些鸟在体积、形状、颜色以及生活习性等方面,都存在着很大的差异。在这么多的鸟类中,最大的要数鸵鸟,它是鸟中的"巨人"。非洲鸵鸟体高2.5米,最重的可达75千克。最小的是南美洲的蜂鸟,体长只有50毫米,体重也就同一枚硬币一样重。鸟能飞翔,但并不是所有的鸟都可以飞起来。比如鸵鸟双翅已退化,胸骨小而扁平,没有龙骨突起,不能飞翔。企鹅是退化了的海鸟,双翅变成鳍状,失去了飞翔能力。有的鸟虽然可以飞行但飞行的距离不是特别远,如家鸡由于双翅短小,不能高飞,但至少可以飞几十米远;而家鸭彻底失去了飞行的能力。在会飞的鸟中,飞行最高的要算高山兀鹫了,飞行高度可在10,000米以上。飞行最快的是雨燕,短距离飞行最快时速可达360多千米。大地回春,鸟类
鸟(67张)
就开始进行求爱、生殖、营巢、孵卵和育雏等一连串的活动。鸟由于用喙在土壤中取食,喙一般狭长尖细,口中没有牙齿。
在自然界,鸟是所有脊椎动物中外形最美丽,声音最悦耳,深受人们喜爱的一种动物。从冰天雪地的两极,到世界屋脊,从波涛汹涌的海洋,到茂密的丛林,从寸草不生的沙漠,到人烟稠密的城市,几乎都有鸟类的踪迹。鸟是一类适应在空中飞行的高等脊椎动物,是由爬行动物的一支进化来的。
许多鸟类在迁徙途中会采取"V”形编队。这是因为鸟类迁徙的路程都很长,体力消耗特别大,呈"V”形编队有助于鸟类在漫长的旅途中节省能量。鸟儿在飞行过程中会有“滑流”,追随在头鸟之后的鸟如果处于“滑流”中会减少体能的消耗。如果领头鸟累了,它后面的某一只鸟会自动补位,所以在迁徙途中很少有鸟儿因体力不支而掉队。[4]
鸟是两足、恒温、卵生的脊椎动物,身披羽毛,前肢演化成翼,有喙无齿。
身体呈流线型(纺锤型),大多数飞翔生活。
胸肌发达;直肠短,食量大消化快,即消化系统发达,有助于减轻体重,利于飞行;
心脏有两心房和两心室,心搏次数快。
体温恒定。呼吸器官除具肺外,还有由肺壁凸出而形成的气囊,用来帮助肺进行双重呼吸。
卵生,体温较高,通常为42℃。鸟类的胸骨上有发达的龙骨突。
鸟的体型大小不一,既有很小的蜂鸟也有巨大的鸵鸟和鸸鹋(产于澳洲的一种体型大而不会飞的鸟)。
鸟的食物多种多样,包括花蜜、种子、昆虫、鱼、腐肉或其他鸟。大多数鸟是日间活动,也有一些鸟(例如猫头鹰)是夜间或者黄昏的时候活动。许多鸟都会进行长距离迁徙以寻找最佳栖息地(例如北极燕鸥),也有一些鸟大部分时间都在海上度过(例如信天翁)。飞行大多数鸟类都会飞行,少数平胸类鸟不会飞,特别是生活在岛上的鸟,基本上也失去了飞行的能力。不能飞的鸟包括企鹅、鸵鸟、几维(一种新西兰产的无翼鸟)、以及绝种的渡渡鸟。 当人类或其他的哺乳动物侵入到他们的栖息地时,这些不能飞的鸟类将更容易遭受灭绝,比如:很大的海雀、新西兰的恐鸟等。
鸟的种类很多,在脊椎动物中仅次于鱼类.全世界为人所知的鸟类一共有9,000多种,光中国就记录有1,300多种,其中不乏中国特有鸟种(参见中国特有鸟种列表)。大约有120~130种鸟已绝种,其中最大的要数鸵鸟,它是鸟中的"巨人"。非洲鸵鸟体高2.75米,最重的可达165.5千克。企鹅是特化了的海鸟,双翅变成鳍状,失去了飞翔能力。有的鸟虽然可以飞行但飞行的距离不是特别远,如家鸡由于双翅短小,不能高飞,但至少可以飞几十米远;而家鸭彻底失去了飞行的能力。在会飞的鸟中,飞行最高的要算秃鹫了,飞行高度可在9000米以上。飞行最快的是苍鹰,短距离飞行最快时速可达600多千米。飞行距离最长的则是燕鸥,可从南极飞到遥远的北极,行程约1.76万千米。鸟类新陈代谢旺盛,消化力强,所以鸟类的食量相当大,例如蜂鸟一天吸食的花蜜量等于体重的一倍。一些小型鸟类每天的食物量相当于体重的10%~30%。
大多数鸟类是杂食的,并不太挑挑拣拣。每年春天和秋天,鸟类都成群结队,遮天蔽日地在天空中飞行,这种在不同季节要更换栖息地区,或是从营巢地移至越冬地,或是从越冬地返回营巢地的季节性现象称为鸟类迁徙。每年大地回春,鸟类就开始进行求爱、生殖、营巢、孵卵和育雏等一连串的活动。
鸟类在飞行时,即使路途再漫长,它们也很少会迷路。原因就在于它们有自己的“导航系统"。在飞行过程中,它们会利用很多东西来为自己导航,如地标、太阳的角度、星星、气味,甚至还有地磁场。
有一种理论认为,鸟类的迁徙习性辨识旅途能力是与生俱来的,只能用遗传来解释。鸟类的迁徙习性是由史前时期觅食的困难所造成的。那时,为了寻找食物,鸟儿不得不进行周期性的长途旅行。这样年复一年,世世代代,经过漫长的演化过程,各种迁徙习性就被记录在它们的遗传密码上,然后经过核糖核酸1分子一代一代传下来。因此,那些很早就被父母遗弃了的幼鸟,在没有成鸟带领、也没有任何迁徙经验的情况下,仍然能成功地飞行千里,抵达它们从未到过的冬季摄食地。[5]
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