征服太空——鸟类飞行能力的获得

人类发明飞机以前，鸟类是天空的主宰，无论是森林，草原还是荒漠、大洋，其上空都有鸟类在飞翔。这些千姿百态的鸟儿，或是能够直冲九霄或是能够飞越万里，或是能够在枝繁叶茂的林间灵活地穿梭，其飞行能力之强，技巧之高，在许多方面远非人类制造的飞机所能比拟。我们不禁要问，鸟类的祖先是怎样发展出如此高超的飞翔能力呢？科学家们经过长期的研究，提出了两种假说。第一种是树栖起源假说，认为鸟类的祖先是生活在树上的，最初没有飞行能力，而只能以前肢的爪抓住树干攀缘，并能够从一个树枝跳跃到另一个树枝上。（鸟类飞行的树栖起源假说示意图）这种跳跃的能力逐渐发展，越跳越远，进而发展到滑翔，前肢发生出翼膜（现代的鼯鼠可以看到类似的情况）；后来，翼膜上的鳞片逐渐扩大为羽，相应地，体侧和尾两侧的鳞片也扩为羽，鸟类由滑翔逐渐发展为扇动两翼以增加升力，最后，终于获得了飞翔的能力。第二种是陆地奔跑起源的假说，认为鸟类的祖先是具有长尾，两足奔跑的动物，在奔跑时前肢的扇动起着助跑作用（这种情况在一些没有飞翔能力的现代鸟类奔跑中可以看到）。随着前肢不断的扇动，其后缘鳞片逐渐扩大以增加与空气接触的面积，进而转化成羽毛，前肢也就从奔跑的辅助者变成飞行的器官。长长的尾巴在奔跑中起着保持身体平衡的作用，尾上的鳞片也逐渐增大，最后转变成尾羽。那么哪一种假说更接近于事实呢？1990年初秋，我国辽宁省发现了大量的鸟类化石标本，它们在时代上仅比世界公认的最早的鸟化石——始祖鸟稍晚，保存相当完整，而且数量，类型十分丰富。这一发现为研究鸟类飞行的起源问题提供了很好的材料。中国古代脊椎动物研究所的科学家研究了其中的一块保存近完整的标本，将之定名为华夏鸟。华夏鸟不同于所有已知的早期鸟类，它具有善于飞行的突胸鸟类所具有的主要飞行结构以及与飞行相关的特征，其前肢和肩带比较进步，后肢和腰带比较原始，这似乎说明华夏鸟所代表的原始鸟类不会是一种由善于在陆地上奔跑的祖先演化而来，因为善于在陆地奔跑的动物（包括现生的一些没有飞翔能力而善跑的鸟类）其后肢腰带等结构应该有较为进步的特点。因此，华夏鸟支持了鸟类飞行的树栖起源的假说。