第27章 鸟类

本章译制--曾一航（未完工）图片等以后吧

迢迢千里赴夏居

有些鸟类掌握了飞行技能，并利用这一能力进行漫长的季节性迁徙。它们在南方越冬地与北方夏季繁殖地之间往返迁徙，那里白昼漫长，昆虫丰富，能为亲鸟提供充足的食物来哺育幼鸟。在遥远的北方，鸟类的天敌并不那么多，而且脆弱幼鸟一年仅出现一次，这也不利于捕食者种群的增长。迁徙还极大地扩展了可用于繁殖的空间，并减少了攻击性的领地行为。最后，迁徙有助于维持体内稳态——即通过平衡生理过程来保持内部稳定——因为它使鸟类能够避开极端气候。

迁徙的景象令人惊叹，而迁徙的生理机制同样对研究者构成挑战。是什么决定了迁徙的时间？每只鸟又如何为旅程储存足够的能量？那些有时颇为艰难的迁徙路线是如何形成的？鸟类在导航中又使用什么线索？本能是如何驱动春秋两季的迁徙浪潮，让大多数鸟类成功飞抵北方的巢穴，而同时又有无数其他个体失败并死亡，被这项充满挑战的任务所筛选？

脊椎动物中，鸟类是最引人注目、鸣声最悦耳，且许多人认为是最美丽的类群。现存鸟类物种数量超过10,500种，其分布几乎遍及全球，除鱼类外，其种类数量超过任何其他脊椎动物类群。鸟类栖息于森林与沙漠、高山与草原，以及所有海洋之中。已知有四种鸟类曾到访北极，而一种名为贼鸥的鸟类则曾在南极被观测到。有些鸟类生活在洞穴的完全黑暗中，通过回声定位探路；另一些则可潜入超过45米深的水下觅食水生生物。现生鸟类的体型差异巨大，从重达145公斤的鸵鸟，到仅重1.8克的古巴蜂鸟——后者是最小的内温性脊椎动物之一。

将鸟类与其他现存动物区分开来的唯一独特特征是它们的羽毛。如果一种动物具有羽毛，那它就是鸟类；如果没有羽毛，则不是鸟类。然而，我们注意到羽毛在过去并非如此具有诊断性；某些不属于鸟类的兽脚类恐龙也曾拥有羽毛。

尽管经历了约1.5亿年的演化，鸟类繁衍分化并适应了多样化的特化生活方式，但我们仍能毫不费力地识别出现生鸟类。除了羽毛之外，所有鸟类的前肢都特化为翼（尽管并非总是用于飞行）；所有鸟类的后肢都适应于行走、游泳或栖息；所有鸟类都具有角质化的喙且没有牙齿；并且所有鸟类都产卵。这种结构和功能高度一致性的原因在于，鸟类演化成了飞行动物，这迫使它们必须保留这些诊断性特征。

鸟类的整个解剖结构都围绕着飞行而设计。对于大型脊椎动物来说，空中生活是一项要求极其严苛的进化挑战。当然，鸟类必须有翅膀来提供升力和推进力。骨骼必须轻盈，同时又要充当坚固的机身。呼吸系统必须高效，以满足飞行时强烈的代谢需求。鸟类必须有快速高效的消化系统来处理高能量的食物；并且必须有高压循环系统。最重要的是，鸟类必须有高度协调的神经系统和敏锐的感觉，尤其是卓越的视觉，以应对高速飞行时俯冲向前所带来的复杂问题。

27.1 起源与亲缘关系

大约1.47亿年前，一只飞行动物死亡后沉入了一个浅海湾湖的底部，该地点位于现今德国的巴伐利亚。它很快被细粉砂覆盖，并最终化为了化石。此后它一直沉睡于此，直到1861年，一名工人在一处石灰岩采石场劈开岩石时发现了它。这块化石大约有乌鸦大小，其头骨与现代鸟类并非完全不同，只是其鸟喙状的颌骨上长有小型骨质牙齿，像恐龙一样着生于齿槽内（图27.1）。该骨骼无疑具有爬行动物的特征，有一条长而骨质的尾巴、带爪的手指和腹肋。若非其携带着清晰无误的羽毛印痕，它很可能被鉴定为一种典型的兽脚类恐龙。这块化石被命名为印石板始祖鸟，其发现是一个尤为幸运的事件，因为鸟类的化石记录此前少得令人失望。这一发现同样具有戏剧性，因为它确凿无疑地证明了鸟类与已灭绝的兽脚类恐龙之间的系统发育亲缘关系。