鸟类为何有喙而无齿?

行进中三哥


大雁和企鹅扭着屁股走过来说:“看这里,老子也有牙”!我说:“滚!你们那个不叫牙,叫齿状喙和齿舌”!
图:齿状喙


鸟类全都没有牙齿,即使有一颗顶破蛋壳用的“破卵齿”,那也不是牙,只是个短时间存在的骨刺。它们的牙齿怎么就没了呢?老规矩,时间往前倒!

鸟类牙齿消失与喙的形成

白垩纪化石记录表明,早期的鸟类是有牙齿的。那时它们还是兽脚类恐龙的一支,它们的牙齿和其它表亲的一样,没有分化,满嘴牙都是小锥子。后来被子植物出现了,一些小型兽脚类恐龙发现,自己长满细小尖牙的嘴巴很适合捕捉昆虫,但不适合用来吃果实或坚硬的植物种子,也不适合弄破其它恐龙坚硬的蛋壳。(窃蛋龙:不能偷蛋还叫个毛线窃蛋龙!)
图:兽脚类恐龙


于是一段时间之后,鸟类的祖先逐步抑制了牙齿形成基因的表达。这使控制牙齿发育的骨形态发生蛋白“BMP”失了业,它们便开始“找别的事儿干”——在动物嘴巴里堆积骨化的角质层。你瞧,对一种基因表达的抑制可以在阻止牙齿发育的同时促进角质喙的生长,原始的喙就这样出现了。

证据:一种名字极其逗比的恐龙

2016年,科学家们在新疆发现了一种幼体长牙、成体无牙的小型恐龙,并给它起了一个非常逗比的名字——难逃泥潭龙。这种恐龙刚孵化出壳时,幼体嘴里至少有42颗锥形牙齿,但它们从出壳就开始掉牙,半岁时就只剩下34颗,到了接近一岁时牙就全部丢光了。这是科学家第一次在恐龙中观察到牙齿长丢了的现象。与掉牙同步,它们的口唇逐渐发生骨化,齿状喙慢慢形成了。
图:小时候有牙,长大了没牙的难逃泥潭龙


难逃泥潭龙由牙至喙的转变是在蛋壳外完成的,后来因为发现喙这东西确实好用,所以如今鸟类的这一转变大幅提前,在蛋里,还是胚胎的时候就完成了。

意外收获

当这些小型兽脚恐龙演化出羽翼,开始尝试滑翔时,喙的优势再一次显现出来了——它轻!因为结构简单,喙与由皮肤、血管、骨骼、牙齿、肌肉等构成的上下颌相比,它的重量起码减轻了30%,可以说喙的出现为鸟类的掘起奠定了基础。很早以前有很多研究者认为喙就是为了减轻头部重量而出现的,这并不正确。喙的出现最初是为了拓宽食谱,减轻重量是个意外的收获。
图:向着鸟类演化的兽脚类恐龙


如今,为了适应各种环境中不同的食物,鸟类的喙演化得千姿百态。有适合啄食的、适合撕咬的、适合拔草的、适合滤水的、适合嗑瓜子的……达尔文搞出进化论,很大程度上也是受了各种鸟喙的启发。

图:千姿百态的鸟喙

最后

喙是包裹鸟类上下颌的角质鞘,它与哺乳动物的嘴唇牙齿有着类似的作用。三角龙之类恐龙嘴上也有类似的构造,不过它们的喙与鸟类并非同源,这是不同物种为解决相似问题而演化出了相似的器官,我们称这种现象为趋同进化。嘴巴结构类似的还有章鱼、乌贼等软体动物,它们的鹦鹉喙状口器同样是趋同进化的结果。

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