現在的鳥類爲何沒有牙齒?

埃夫隆



鳥類沒有牙齒,這算得上是常識,但是早期的鳥類卻是普遍長有牙齒的,那麼鳥類為什麼失去了牙齒呢?

圖注:鳥類的祖先是小型的獸腳類恐龍,圖片來自網絡

圖注:發現於中國生活在白堊紀的長翼鳥,嘴中長有牙啊吃,圖片來自網絡


我們都知道,鳥類是由小型的獸腳類恐龍演化而來的,這些小型獸腳類恐龍是典型的食肉動物,它們的嘴中長有鋒利的牙齒,所以早期的鳥類理所當然嘴中也長著牙齒。從侏羅紀最早的鳥類開始,直到白堊紀大滅絕,我們發現的眾多的鳥類化石之中都有牙齒。

圖注:今天的鳥類失去了牙齒,圖片來自網絡

圖注:很多學者認為鳥類是為了飛行放棄了牙齒,圖片來自網絡


鳥類為什麼失去牙齒,我們通常認為鳥類為了飛行減輕了身體的重量,這種減重必須從身上的每一處進行,其中也包括了腦袋。作為主要的腦袋,只有捨棄牙齒才是最現實的,於是鳥類失去了牙齒。

就在不久之前,來自德國的古生物學家提出了關於鳥類失去牙齒的新假說,那就是為了更快的孵化。我們知道,鳥類是通過產卵的方式繁殖的,產卵之後需要長時間的孵化才能破殼而出,這個時候蛋是非常脆弱的,容易被吃掉,也可能因為環境的突變而停止孵化。為了縮短孵化的週期,提高孵化成功率,鳥類就通過在胚胎的發育過程中拋棄牙齒來縮短孵化時間的,因為胚胎髮育牙齒佔據了孵化時間的60%。可以這麼說,不要了牙齒,鳥類孵化的時間縮短了一半,今天許多鳥類的孵化週期都在30天之內。

圖注:孵化是非常重要的,圖片來自網絡


看看我們人類,在胚胎至胎兒的發育期間並沒有長出牙齒,也是在出生只有才慢慢長出牙齒的。


圖注:桑氏偽齒鳥,圖片來自網絡

圖注:鵝的嘴喙也是有類似牙齒的結構的,圖片來自網絡


從目前的研究看,鳥類是為了縮短孵化時間才放棄了具有很強功能性的牙齒的,其實許多鳥類也在努力重新獲得牙齒類似的結構,比如史上最大的鳥類桑氏偽齒鳥的角質喙邊緣就長出了類似於牙齒的鋸齒結構,而鵝的嘴邊緣也有鋸齒結構。

1.Benson, R et al. 2014.Rates of Dinosaur Body Mass Evolution Indicate 170 Million Years of Sustained Ecological Innovation on the Avian Stem Lineage. PLoS Biology, 12:e1001896

2.Field, D et al. 2018. Complete Ichthyornis skull illuminates mosaic assembly of the avian head. Nature, 557:96-100.


古生物探索


現在世界上的鳥類有很多種,但是不論什麼樣種類的鳥類都有一個共同的特點,就是沒有牙齒,對此科學家產生了濃厚的研究興趣,自從科學家在19世紀發現了始祖鳥的化石並認為它是鳥類祖先,而且對鳥類的“祖先”始祖鳥的化石進行了研究,結果發現始祖鳥卻長著牙齒,而令人奇怪的是現存的這些鳥類卻為什麼沒有牙齒呢?對於鳥類在漫長的歷史長河之中漸漸地將自己的牙齒丟失的原因科學家眾說紛紜,而最近美國一研究組織公佈了最新的關於這一課題的研究成果,最新公佈的研究成果,表示發現了鳥類牙齒逐漸丟失的原因。

科學家通過對早期的鳥類化石進行研究,結果發現最早的鳥類是有牙齒的,不過到後來鳥類的不斷進化發展長出了角質喙,而這種角質喙逐步的代替了原來的牙齒,所以漸漸的鳥類就失去了咀嚼的功能,慢慢的牙齒被逐步的退化掉,不過關於牙齒究竟是怎麼退化掉的,科學家一直無法找到確切的證據能夠證明。

上個世紀50年代,有一部分科學家認為,鳥類的牙齒丟失主要是為了減輕體重,鳥類在漫長的進化過程中逐步的從地上移到天空之中活動,需要長時間在在天空之中飛翔和捕食,這樣它在消化器官就發生了很大的變化,食道之中有一部分逐步的膨脹,進食的食物需要儲存在裡面,而鳥類的牙齒失去原有的咀嚼功能之後,為了減輕體重逐步的退化掉,這樣更加有利於在天空之中飛翔。

關於這種說法,也有不同的科學家提出質疑,因為這種說法並不是完全的科學,即便是鳥類的牙齒失去了原有的功能,也不會逐步的退化消失甚至是變成另一個器官來代替,這從科學理論的方面來解釋是難以解釋通的,而且這種演化其實基本上是難以實現。

所以對於這個問題,科學家不斷地在世界各地探索早期鳥類的化石,不過關於這種化石的形狀非常的稀少,即便是有也基本上都破碎了,是到目前為止科學家還是無法系統的推測出早期鳥類到底是什麼形態,而且關於早期的鳥麗究竟有沒有長牙齒,除了始祖鳥之外,是否同一時期別的鳥類也有牙齒的問題更是無從回答,沒有相關的證據。

不過科學家通過分析數百種現在的脊椎動物的基因序列得出結果,現在的鳥類沒有牙齒,可能是因為他們跟牙齒髮育相關的體內一些基因發生了突變所以才導致現在的鳥類都沒有了牙齒。而在遠古時期鳥類基本上都是有牙齒的,那個時候遠古鳥類的牙齒髮育相關的基因並沒有發生突變,而後來鳥類牙齒的消失應該是跟其他的一些原因有關係。

科學家探索研究發現,這種牙齒逐漸丟失的現象在恐龍和基幹鳥類也存在,並且科學家發現,在恐龍不斷的向鳥類進化的過程之中牙齒的丟失時間不斷提前,所以牙齒的異時發育應該是鳥類牙齒逐步丟失的原因。

那麼什麼叫做異時發育?其實簡單的來說就是生物的形態特徵的出現時間或速率和它們的祖先不同而發生了演化變化。鳥類的祖先恐龍應該是有牙齒的,在第一代恐龍牙齒長出來之後,接下來的幾代慢慢的牙齒都不再生長,被尖尖的角質喙所取代,這樣第一代長出牙齒的基因就慢慢的關閉,而角質喙則取代了之前牙齒原有的功能。

現在關於鳥類的祖先,科學家普遍認為是獸腳類恐龍,而之前所認為是鳥類祖先的始祖鳥極有可能是恐爪龍類的祖先,不過想要研究鳥類的起源,就必須要研究鳥類的祖先最初身上發生過什麼,科學家通過分析發現,鳥類牙齒的丟失與角質喙的生長髮育存在著必然的聯繫。

對此很多人可能會提出不同的疑問,為什麼我們現在所看到的很多鳥類好像都長有牙齒,但如果你仔細觀察這些鳥類,就會發現其實他們的嘴巴里面長的並不是牙齒,而是上下喙在外部邊緣的一些鋸齒狀,這種結構並不能夠成為真正意義上的牙齒,當然現在的很多鳥類,在頭部前端還有一個很小的突起,這個突起被稱之為卵齒,也只是一個類似於骨刺的結構而已。

所以現在我們所觀測到的所有鳥類,不論是小鳥還是雄鷹猛禽,都是沒有任何的牙齒生長的,遠古的鳥類它們是長有牙齒的,因為那個時候它們剛剛擺脫了爬行動物的行列,成為鳥類一族。

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三豐


在遠古時期,鳥類的祖先是有牙齒的。只是隨著物種不斷演化,現代的鳥類沒有牙齒。


鳥類作為脊椎動物,其牙齒的形成涉及到幾個方面。例如,牙釉質,就是牙齒外堅硬的組織,它與牙質(就是牙齒下面的鈣化物)的形成至關重要。但由於牙質和牙釉質的基因突變,鳥類失去形成牙齒的能力。其時間在1.16億年前。 


由於大多數鳥類都過著一種飛行生活,活動的強度大,新陳代謝快,每天需要耗費巨大的體能。為了滿足這種需要,鳥類不斷地努力找尋食物,儘快地加以吞食與消化。不然,哪有力氣飛行。


為了能夠適應飛行,鳥類就產生了一種新的取食方式,其身體器官發生了變化。


鳥類的消化器官發生了變化。食道中有一部分膨脹變大,形成嗉囔。沒有牙,就用嘴巴去啄食,將整粒或者是整塊食物快速吞下,而後要將食物貯藏在那個發達的嗉囊當中。


食物在嗉囊中,經過軟化後會到胃裡。它的胃也變化成兩部分,前半部分叫前胃,後半部分叫沙囊,裡面有很多小沙粒石子。食物從嗉囔先進入沙囊,由沙子石子把它磨碎,再返回前胃消化。沙囊裡的沙子石子就代替了牙齒的作用,它磨碎食物的效率要比牙齒咀嚼高很多,牙齒也就用不上了。砂囊磨碎它,再由消化系統的其餘部分陸續地加以消化或吸收。


這樣的好處是,可以大量地減輕體重。鳥類的牙齒退化後,會大減輕了頭骨的重量,更有利於飛行。想象一下,儘管鳥的骨頭是中空的,裡面充滿空氣。但鳥的頭骨很重,飛行起來有頭重腳輕的現象出現,不利於飛行。


頭骨輕了,飛行時自然就省力。當然,以禿鷲為代表的大型猛禽要藉助熱氣流盤旋,因為它們身體還是太重,頻繁的起飛和降落,以及飛行都需要花費大力氣。


當然,這種砂囊磨碎的方法,即使是讓一些鳥種能邊飛邊消化,節約時間。鳥類有砂囊卻沒有牙齒,是對於快速取食,以及快速消化的一種適應,是非常適應鳥類飛行的需要的。


當然,那些不能飛行的鳥,例如鴕鳥、企鵝也沒有牙齒,因為它們生長牙齒的基因徹底退化了。


自然使者


平行進化,縱向進化 ,適應食物鏈的分層次進化,是物種進化的途徑。鳥類的進化也不例外。

一、原始鳥類並不會飛翔,它在食物鏈中的位置,是獸類的一種,飛翔的鳥類世界沒有形成。

二、鳥類失去牙齒是自身與食物鏈的需要恐龍時代植物茂盛,食物豐富,植物佔有了幾乎所能佔有的一切空間,不需要鳥類的義務搬運。後來氣候變幹,大陸面積擴大,海洋麵積收縮,食物變少。於是鳥類為了進食效率脫去了牙齒。牙齒的去除更有利於減輕體重,這是次要的。

三、最重要的是食物鏈的需要,植物面積的萎縮,需要義務播種員播種植物以維持食物鏈的平衡。我們會發現,一場洪水過後,用不了三年,萬木崢嶸,草木茂盛。鳥類的義務播種員,功不可沒。

所以,鳥類沒有牙齒,是自身生存需要,也是整個食物鏈的平衡需要。





一葉扁舟l


現在的鳥類不是都沒有牙齒:只是有的品種鳥有牙齒,有的品種鳥沒有牙齒。但地球上的鳥類品種成千上萬,也不可能說是所有的鳥都一概而論說鳥類就是絕對沒有牙齒,沒有人都可能把世上所有的鳥都抓到一一驗證,所以就不能統一斷定鳥類都沒有牙齒……


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