鳥類為何有喙而無齒?

行進中三哥


大雁和企鵝扭著屁股走過來說:“看這裡,老子也有牙”!我說:“滾!你們那個不叫牙,叫齒狀喙和齒舌”!
圖:齒狀喙


鳥類全都沒有牙齒,即使有一顆頂破蛋殼用的“破卵齒”,那也不是牙,只是個短時間存在的骨刺。它們的牙齒怎麼就沒了呢?老規矩,時間往前倒!

鳥類牙齒消失與喙的形成

白堊紀化石記錄表明,早期的鳥類是有牙齒的。那時它們還是獸腳類恐龍的一支,它們的牙齒和其它表親的一樣,沒有分化,滿嘴牙都是小錐子。後來被子植物出現了,一些小型獸腳類恐龍發現,自己長滿細小尖牙的嘴巴很適合捕捉昆蟲,但不適合用來吃果實或堅硬的植物種子,也不適合弄破其它恐龍堅硬的蛋殼。(竊蛋龍:不能偷蛋還叫個毛線竊蛋龍!)
圖:獸腳類恐龍


於是一段時間之後,鳥類的祖先逐步抑制了牙齒形成基因的表達。這使控制牙齒髮育的骨形態發生蛋白“BMP”失了業,它們便開始“找別的事兒幹”——在動物嘴巴里堆積骨化的角質層。你瞧,對一種基因表達的抑制可以在阻止牙齒髮育的同時促進角質喙的生長,原始的喙就這樣出現了。

證據:一種名字極其逗比的恐龍

2016年,科學家們在新疆發現了一種幼體長牙、成體無牙的小型恐龍,並給它起了一個非常逗比的名字——難逃泥潭龍。這種恐龍剛孵化出殼時,幼體嘴裡至少有42顆錐形牙齒,但它們從出殼就開始掉牙,半歲時就只剩下34顆,到了接近一歲時牙就全部丟光了。這是科學家第一次在恐龍中觀察到牙齒長丟了的現象。與掉牙同步,它們的口唇逐漸發生骨化,齒狀喙慢慢形成了。
圖:小時候有牙,長大了沒牙的難逃泥潭龍


難逃泥潭龍由牙至喙的轉變是在蛋殼外完成的,後來因為發現喙這東西確實好用,所以如今鳥類的這一轉變大幅提前,在蛋裡,還是胚胎的時候就完成了。

意外收穫

當這些小型獸腳恐龍演化出羽翼,開始嘗試滑翔時,喙的優勢再一次顯現出來了——它輕!因為結構簡單,喙與由皮膚、血管、骨骼、牙齒、肌肉等構成的上下頜相比,它的重量起碼減輕了30%,可以說喙的出現為鳥類的掘起奠定了基礎。很早以前有很多研究者認為喙就是為了減輕頭部重量而出現的,這並不正確。喙的出現最初是為了拓寬食譜,減輕重量是個意外的收穫。
圖:向著鳥類演化的獸腳類恐龍


如今,為了適應各種環境中不同的食物,鳥類的喙演化得千姿百態。有適合啄食的、適合撕咬的、適合拔草的、適合濾水的、適合嗑瓜子的……達爾文搞出進化論,很大程度上也是受了各種鳥喙的啟發。

圖:千姿百態的鳥喙

最後

喙是包裹鳥類上下頜的角質鞘,它與哺乳動物的嘴唇牙齒有著類似的作用。三角龍之類恐龍嘴上也有類似的構造,不過它們的喙與鳥類並非同源,這是不同物種為解決相似問題而演化出了相似的器官,我們稱這種現象為趨同進化。嘴巴結構類似的還有章魚、烏賊等軟體動物,它們的鸚鵡喙狀口器同樣是趨同進化的結果。

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