爲什麼鳥類沒有進化出四隻翅膀呢?

懷疑探索者


圖注:長有四個翅膀的小盜龍,圖片來自網絡


鳥類並不是沒有演化出四隻翅膀,而且是演化過程中放棄了後肢上的翅膀。

圖注:後肢上長有羽毛的近鳥龍,圖片來自網絡

圖注:後肢上長有羽毛的恐爪龍,圖片來自網絡


我們知道鳥類是由恐龍演化來的,而許多長羽毛的恐龍後肢上也是長有羽毛的,比如著名的小盜龍、近鳥龍等。當鳥類從恐龍中演化出來之後,其繼承了祖先的四翼結構,這種結構類似於今天的雙翼飛機,能夠用於輔助飛行。

圖注:原始的反鳥類,其中很多後肢上都長有羽毛,圖片來自網絡


那麼鳥類為什麼要放棄腿上的羽毛呢?因為鳥類的前後肢逐漸演化出了兩套完全獨立的運動系統,隨著前肢更加發達,飛羽更加完善,一對翅膀完全能夠勝任飛行的需要。同時,鳥類的後肢主要用於抓住樹枝,在地面上站立和快速奔跑,此時腿上羽毛就顯得多餘,甚至妨礙了地面上的運動,於是腿羽慢慢消失,變成了今天鳥類腿上的盾形鱗片,這是一個向原始形態反轉的奇特過程。腿羽的消失,也就是後肢翅膀的消失代表鳥類兩套獨立運動系統的最終形成,這更有利於其在多變的環境中生存,同時也減小了遠距離飛行中的能量消耗。

圖注:鳥類後肢羽毛消失過程,圖片來自論文

著名古生物學家徐星在談到鳥類腿羽退化這個過程的時候說“另外一個後翼退化的原因可能在於早期鳥類基本是樹棲動物,但進化到一定階段轉入地棲,尤其是水生環境,這可能加速了後翼的退化。”

圖注:沒有了長長的羽毛,鳥類在陸地上行走更加迅速,圖片來自網絡


古生物探索


不為什麼,因為它們恰好進化出了2只翅膀。長頸鹿脖子為什麼那麼長、人為什麼只有兩隻手一樣,這樣的問題目前並不能很好的被解釋。

各種動物都是在自然選擇中,逐漸進化出自己特有的結構和功能。鳥類目前怎麼出現的也還沒有定論,只知道它們與恐龍可能有一定的血緣關係。而恐龍的祖先原始爬行動物是由兩棲類進化來的,兩棲動物又是魚類脊椎動物進化來的,這樣算下去一直到生命的起源。從兩棲類動物來說,2個前足2個後足,在以後長期的進化過程中,逐漸變化為各種生物特有的結構。

這樣的變化是和基因有關的,但具體問到是環境中的什麼因素導致它們產生了這種基因,目前是無法解釋的。生物進化的基礎是基因突變,推進力是自然選擇,剛好出現了長著兩個翅膀的鳥類。單從鳥類的體型來說,翅膀和爪子都是必不可少的,翅膀飛行,爪子給它們提供起飛的“助推”動力,在落下時爪子又能固定它們避免被風吹走。

不過有些鳥類後肢上長著的毛髮也可以幫助他們調控飛行姿態等,也可以視為起輔助作用的“翅膀”。


來看世界呀


首先四個翅膀在飛行上未必比兩個翅膀更有好處,你看飛機大多也只有兩個翅膀。如果四個翅膀好,為啥飛機不設計成四個翅膀呢?

當然這不是根本的原因。根本原因是,鳥類沒有條件長出四個翅膀。

所有的陸地脊椎動物——兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類——都是四足動物,它們是肉鰭魚的一支。這些動物都是四條附肢,鳥類的前肢變成了翅膀。如果鳥類長四個翅膀,那麼它們就沒有腿了,即便四個翅膀對飛行有利,沒有腿的生活也太不方便。

有人說,那麼不能額外長出兩條翅膀嗎?不能,就像我們不能額外長出兩條腿一樣。也許對人類來說,兩條腿,四條胳膊幹起活來會更方便,但是很遺憾哺乳動物也不可能長出“六肢”。

進化不是為所欲為的,突變的結果總是在原有的基礎上修修補補,昆蟲大多是四個翅膀,也可以退化成兩個或沒有,但昆蟲也不能進化出六個翅膀。


內含子的表達


奧卡姆剃刀原理,若無必要,毋增實體。鳥為了飛,骨頭是中空的,連膀胱都沒有,在進化上能夠做到一對翅膀飛行,也就沒必要用兩對。不能飛行的鳥類翅膀也會隨之退化。增加一對翅膀也就意味著增加自身重量與消耗。為之配套的體系也會跟著增加。好比單引擎的飛機和雙引擎的飛機,後者的結構上就比前者大而且消耗的也更多。如法國的協和客機堪稱豪華夢幻,結果就是運營不下去而停飛退役。在同類中兩對翅膀的鳥,假設有,同類競爭的時候,很很可能會因為環境的改變而先滅亡,像食物的減少,在企業中節儉開支壓縮運營成本也是競爭的一環。和鳥無兩翅膀類似控制的是結構與體量。


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