鸟类由恐龙演化来,演化过程鸟类到底经历了

如今全世界现存的鸟类有余种,树林、水面、草原以及我们生活的周遭等地方都能看到它们的踪影。我们看到的各种鸟儿进食时,都是“囫囵吞枣式”地将一整个食物吞咽下去。食物进到它们嘴里时是什么样,到了肠胃里依旧是什么样。这是因为现代的鸟类都没有真正意义上的牙齿,所以略过了用牙齿咀嚼的环节。

虽然没有牙齿,但它们各自进化出各种不同形态的喙,以帮助它们适应不同的取食需求,并占据不同的生态位。

但是鸟类并不是“生而无齿”,有化石记录表明,早期的原始鸟类和它们的祖先小型恐龙类动物一样也是长满尖利的牙齿。比如古生物学家就曾在我国辽宁地区发现一种长有牙齿的鸟类骨架化石(见下图),距今已有1.25亿年历史。专家称,这些牙齿锋利又尖锐,可以咬开昆虫、蜗牛等坚硬的食物外壳。

鸟类在演化过程中,发展出了独特的以飞行为主的生活方式。为了更好地适应飞行生活,鸟类的形态结构和生理机能逐渐变得与众不同,从而慢慢形成了我们现在看到的多种多样的现代鸟类。

鸟类的祖先恐龙普遍是有牙齿的,那么在上亿年的漫长演化过程中,鸟类到底经历了什么,从而把自己的牙给弄丢了呢?

鸟类起源于约1.5亿年前,是由中生代小型恐龙类爬行动物分化出来,并向空中发展的一个特殊分支。在约万年前的白垩纪末期生物大灭绝(恐龙大灭绝)中幸存下来后,鸟类的辐射发展非常迅猛,演化出了各种不同的物种。

早在距今1.45亿年至万年的白垩纪(中生代的最后一个纪),天空中就已经充满了原始的鸟类。

中生代(三叠纪,侏罗纪、白垩纪,距今约2.51亿年~万年前,延续约1.86亿年)的鸟类主要包括三个大的类群:

原始的基干鸟类:如始祖鸟、孔子鸟、热河鸟等;

更为先进的类:反鸟类等;

中生代最为先进的今鸟型类:所有现生鸟类都是从这个分支中演化而来的。

从化石中发现的证据表明,现在已知的大部分中生代鸟类都有牙齿。但较为古老的孔子鸟口中却“有喙无齿”。而较为进步的反鸟类和黄昏鸟类却有牙齿。

至于后来在漫长的演化发展中鸟类如何丢失了牙齿,一直是众说纷纭,科学界目前仍没有统一的结论,主要有以下几个观点。

1.减重以利飞行

传统观点认为,鸟类牙齿的退化是为了减轻头部的重量,从而更利于飞行。对于食肉动物来说,一口锋利的牙齿固然非常重要,此外,“咬合力”更加重要,这也意味着还需要强壮的下颚骨和相应的肌肉,这些都会增加头部的重量。会飞的鸟类,都需要严格控制体重。鸟类飞翔时重心要稳,如果有牙齿,飞行时就会面临头重脚轻的问题。因此,占头部最大比重的牙齿在演化过程中逐渐退化,与取食有关的骨骼、肌肉也随之退化掉,这就大大减轻了头部乃至全身的重量,减少飞行的阻力,也就更适合鸟类飞行的需要。

同时鸟类的喙部逐渐发生演化代替了牙齿,牙齿也就派不上用场了。

这一观点看似合理,但是根据上文提到的内容,却有很大的疑点:无法解释为什么较早期的孔子鸟已经用角质喙代替了牙齿,而更加先进的后代反鸟类和黄昏鸟类却仍具有牙齿?而且在中生代演化的数千万年的时间里,直到白垩纪末期“有齿鸟”仍然占据当时所有鸟类的绝大多数。按理说,如果“无齿”真的在飞行上具有显著优势,那不应该是无齿鸟发展更繁盛,而有齿鸟逐渐被淘汰掉吗?

2.“基因突变”说

近年来,有科学家通过分子遗传学研究了控制牙齿产生的基因,试图从基因层面找到“鸟类无齿”的答案。他们分析了数百种现生脊椎动物的基因序列,发现多个与牙齿发育相关的基因在鸟类的基因组中已缺失或者只剩下不完整的序列。而且发现所有的鸟类在牙齿相关的基因上都有相同的突变,这就说明它们的祖先已经失去了形成牙齿的能力。

所以,该研究团队于年底提出,与牙齿形成有关的基因发生突变是导致鸟类牙齿“丢失”的原因。

3.“退化”说

首都师范大学王烁博士团队则有不同看法,他们认为:牙齿的异时发育退化才是导致鸟类牙齿“丢失”的原因。异时发育是指后裔由于生物形态特征的出现时间或发育速率与祖先不同而发生演化变化的现象。

王烁团队发现了一种奇特的恐龙“难逃泥潭龙”,这种恐龙在刚出壳时还有40多颗牙,但随着时间的推移牙齿越来越少,在成年后则失去全部的牙齿。研究也发现这一现象在也存在于基干鸟类中,并且在恐龙向鸟类演化的过程中牙齿异时发育丢失的时间不断提前。

这一观点说白了就是,相比于其祖先恐龙,鸟类在发育过程中少走了一步,导致没有长牙齿,也就是说,鸟类长牙的相关基因并不是突变消失了,其实依然保有,只是其对应的功能没有得到发挥,也就不会显现出来而已。

而其实“牙齿丢失”的现象,除了在恐龙-鸟类的支系,在其他数十个脊椎动物的支系中也很常见。

在恐龙到鸟类的演化过程中,除了牙齿退化逐渐被角质喙取代,也把绒毛逐渐演化为羽毛,也进化出了一套独特的消化系统,食性也发生很大转变。这些改变都有助于鸟类的飞行。鹰击长空,鸽翔千里。鸟类最大的特点莫过于可以在空中自由翱翔,人类由于受到鸟类飞行的启发,还有了飞机这一项伟大的发明。



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