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第一只用鸣管发声的鸟 精选

已有 4992 次阅读 2025-9-10 23:51 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦

   鸟类起源于恐龙,已成不争的科学事实。得以盖棺定论,中国科学家功不可没。2025年未来科学大奖的生命科学奖给了季强、徐星和周忠和,表彰他们发现了鸟类起源于恐龙的化石证据。确切地说,鸟类是从蜥臀目兽脚亚目(或称兽脚类)恐龙的一支,虚骨龙类,中独立出来的。这类恐龙骨骼中空,拥有三趾,长有羽毛,其中还包括一位超级明星”——霸王龙

 2016年,《自然》杂志报道了科学家在一具来自白垩纪末期的鸟类“维加鸟”化石中,发现了迄今最为古老的鸟类鸣管结构。这一发现,让鸟鸣声至少回荡在了白垩纪末期。因此有人猜想,第一次鸟鸣在6900万年前?

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图1  基于CT技术重建的维加鸟化石鸣管结构及其复原想象图(左图引自发表在2016年《自然》上的该文章,右图引自互联网)

 当前主流观点认为,鸟类的发声器官,鸣管,是鸟类所特有的,因为在众多的恐龙化石中,迄今也尚未发现类似在白垩纪鸟类维加鸟化石中的那种鸣管结构。很多研究结果显示,恐龙可能更倾向于通过咽喉、口腔乃至颅骨等共鸣结构来发出低沉的吼叫。但在2025年,中国科学家报道了一种新发现的鸟臀目恐龙化石,非鸟类恐龙,并将其命名为“青龙蒲牢龙”。青龙蒲牢龙的化石表明,其具有骨化的喉部结构。青龙蒲牢龙的杓状软骨与现生鸟类控制声门的杓状软骨相似,表明它或许拥有与鸟类一样的鸣叫能力。这也意味着,声音的产生及发声能力可能在恐龙的不同支系中独立演化过多次。因此,这一发现对恐龙的发声及鸟类鸣管的起源,提出了其它可能性。

 根据目前的化石证据,鸣管这一发声器官,应是鸟类已经完全独立出恐龙后才出现的新特征。而这一“创新”也赋予了鸟类巨大的演化潜力。鸣管的产生让鸟类间的沟通行为变得空前复杂而有效,这极大地提升了它们求偶、育雏、警报和结群等生存繁衍能力。反过来,这种因复杂鸣叫而形成的社会行为,又对鸟类的大脑处理信息的能力提出了更高要求。久而久之,便在复杂行为与大脑智力之间形成了一种强大的“正反馈”循环,相互促进、不断加强。因此,有人认为,如今鸟类(尤其是一些鸣禽)所展现出的发达智力,很可能与鸣叫行为的出现及其带来的认知挑战密切相关。或许,复杂的鸣叫与沟通能力,正是这些早在6600万年前就已翱翔于恐龙头顶的鸟类,得以躲过浩劫并兴旺至今的重要因素之一。以至有人认为,鸟类开始鸣叫的意义甚至不亚于古猿开始使用双手。

 有观点认为,鸣管的出现,很可能来自于鸟类呼吸系统的变化。为了适应能量消耗多、氧气需求量大的飞行运动,鸟类演化出了独有而高效的双重呼吸系统,而鸣管的出现,也恰好利用了双重呼吸这一特点,实现了在呼气和吸气时都能发声的功能。因此,鸣管很有可能是伴随鸟类双重呼吸形成而产生的结构。然而,大量恐龙化石表明,与双重呼吸系统密切相关的气囊结构,不仅普遍存在于许多恐龙,其出现甚至可追溯到三叠纪时期的一些恐龙身上。因此,鸟类很可能只是从其直系恐龙祖先虚骨龙那里继承了一套“初级版”的双重呼吸系统。而后,在漫长的飞行适应过程中,自然选择又将这套呼吸系统推到了极致。

 根据达尔文生物渐进演化的理论,既然维加鸟已拥有成熟的鸣管,这就让未来在其恐龙祖先中发现这一结构的过渡形态成为可能。但无论鸣管是在恐龙中已经出现,还是在向鸟类的过渡中产生,或鸟类独立后才产生,不争的是,鸟类将这一结构的功能推向了全新的高度。用鸣管发出的第一声鸣叫,可能并不那么婉转动听,但这声鸣叫,却如同一声划时代的号角,唤开了鸟类演化史新世界的大门。  

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