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自從他們的祖先以來,鳥類就一直熱愛改變“衣服”



與生活在陸地和海洋上的動物相比,天上飛翔的鳥有什麼特點? 第一個答案可能是羽毛。 對於鳥類而言,輕盈而細膩的羽毛是非常重要的結構。羽毛不僅可以幫助鳥類飛上天空,而且還具有更複雜的功能:一方面,細羽毛可以在體表上形成隔熱層,以保持體溫;另一方面,細羽毛可以在體表形成一層絕緣層。 另一方面,鳥的羽毛具有豐富多彩的特徵,這也使其成為鳥類在生殖行為,種內和種間視覺交流中的重要信息傳遞媒介。

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對於鳥類來說,羽毛的磨損一直存在。 因此,他們需要一種獨特的策略來替換這些老舊的羽毛。

兩種換羽方式

一系列研究發現,鳥類的換羽行為可以粗略地分為兩種模式,即順序換羽模式和非順序換羽模式。

順序換羽模式意味著羽毛(特別是飛羽)將以一定順序對稱且緩慢地替換在兩個機翼上。 對於採用順序換羽模式的鳥類,其羽毛將有序更換。 儘管每年會脫落一到幾根羽毛,但這些鳥類的總體飛行能力幾乎沒有受到影響。

非順序包括同時換模和隨機換模。 前者意味著鳥類將在每年的某個時間統一替換與飛行相關的羽毛。 這種行為的問題在於,在此期間,這些鳥會失去飛行的能力。

處於隨機換羽模式的鳥類具有非常隨機的換羽行為,缺乏均勻的順序或均勻的換羽時間,因此這種換羽模式發生在沒有飛行能力的鳥類(如加拉帕戈斯群島)中。 wing翅弱。

古代鳥類如何改變羽毛

那麼,鳥類的換羽行為是如何演變的呢? 最早的鳥是如何改變羽毛的?

中國科學院古地理研究所的徐星研究員與以色列海法大學的生物學家合作,在著名的學術期刊《當代生物學》上發表了一篇研究論文。 本研究基於由302種現存鳥類的換羽行為信息組成的數據集,使用祖先狀態特徵分析方法分析了鳥類換羽和宏觀進化的過程。

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祖先狀態特徵分析方法是近年來一種新的宏觀進化分析方法。 形像地說,這種方法就像在家族樹結構下恢復每一代家庭的遷徙軌跡和生活一樣。 有了這些信息,就可以計算出進化過程中目標特徵的變化,估計這些特徵在這類生物祖先中的可能狀態,甚至可以計算出特徵的變化率,變化模式等

鳥類的蛻皮行為非常適合分析祖先狀態特徵。 在分析中,要解決的第一個問題是“最早鳥類的順序換羽或非順序換羽”。

這項研究的結果發現,所有鳥類,包括活體鳥類和滅絕的反鳥類,其所有祖先都以連續的換羽方式換羽。 換句話說,至少在七千萬年前,換羽行為伴隨著最早的鳥類的出現。 當今鳥類中的幾個獨立的非順序換羽分支可能會在以後獨立地進化。

同時,這項研究還發現鳥類的換羽模式與鳥類棲息地的選擇有關。 連續換羽模式的鳥類可以全年保持穩定的飛行能力,因此在換羽期間無需尋找特殊的自我保護棲息地。 由於在每年的重要換羽期中喪失飛行能力,具有非連續換羽模式的鳥類通常需要住在特殊的棲息地。 這些特殊的棲息地可以在一定程度上減輕某些鳥類因換羽而面臨的危險,例如更難獲得食物和更容易被捕食者捕食。

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飛行的非鳥類恐龍必須換羽

大量化石表明,鳥類(非鳥類)恐龍的近親中大多數都有羽毛。 這些可能飛翔的非鳥類恐龍的蛻皮行為是什麼?

考慮到這個問題,來自中國和以色列的科學家對中國科學院脊椎動物與古人類研究所收集的大量羽毛化石進行了詳細觀察。 他們在一個著名的四翼恐龍-微型猛禽的化石樣本中觀察到明顯的順序換羽現象。 這是首次在非禽類恐龍中發現這種行為。

因為Microraptor的年齡大約是1.2億年前。 因此,這一發現使最早的順序換毛向前邁出了一大步,並且範圍進一步擴展到了非鳥類恐龍。 保守起見,至少在1.2億年前的白堊紀早期,鳥類或某些非禽類恐龍已經具有順序換羽行為。

在Microraptor中發現了順序換羽行為的證據,這證明它們可能具有相當強的能力來維持全年的穩定飛行。 同時,順序換羽行為還表明,在換羽期中,小猛禽的生活環境可能缺乏為他們提供保護的必要條件,也許是在小猛禽生活,食物資源不足或他們面對的環境中。全年。 ,更大的捕食壓力。 這完全符合Microraptor居住的Jehol Biota的生態環境。