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2003-04-12 14:43:42| 人氣724| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

恐龍如何飛上天變成鳥? 

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科學家從小鷓鴣的翅膀運動得到恐龍如何演化成鳥飛上天的靈感。

一個多世紀來,科學家對鳥演化出飛行能力很感興趣。鳥類被認為是兩億五千五百萬年前演化自恐龍的。有些人認為鳥類祖先可能是從樹上滑翔下來的有人認為早期鳥類先助跑然後鼓動翅膀以昇空。但一項新研究顯示,現代雀鳥的恐龍遠祖可能曾經學飛,方法是撲動雙翼加快跑步的速度以衝上斜坡或樹上。

美國蒙大拿大學飛行實驗室的實驗功能形態學家和行為生態學家Kenneth Dial分析了幼鳥使用兩翼飛行前如何利用翅膀幫忙跑步的情形。他十五歲的兒子給了他研究的靈感,他說他見到半公斤重的鷓鴣跑上陡峭的稻草堆上。Dial說,現代鳥類如火雞、鷓鴣和鵪鶉等在出生幾天後就可以利用兩翼幫助他們快速爬上陡坡甚至樹上,以避開掠食動物。Dial說,這種技巧發展成熟後,距飛行只有一步之遙。

科學家相信,有羽毛的恐龍是現代雀鳥的遠祖,也許牠們也有很多個世代經歷了同樣的發展過程,最後演變成現代會飛的鳥類。Dial認為演化出攀越更陡峭斜坡的能力,鳥類祖先的前肢可以上下擺動,不像爬蟲類只能前後擺動。Dial說:「這些雀鳥現在的習慣很可能和兩足恐龍相似,牠們後肢很發達,都是很能跑的,同時也是在地面出生的。」但現代雀烏卻有辦法學會飛行。

Dial研究初生鷓鴣在成長過程中使用翼膀的情形。也是有照飛行員的Dial和兒子Terry以及另一位高中生Ross Randall建做了不同坡度的斜坡,拍攝高速照片,而且還在雀鳥身上安裝儀器供測量速度和動作方向之用。Dial還在一些實驗中剪短雀鳥的羽毛,把牠們的動作和翅膀完整的雀鳥比較。(可到此處下載影片:http://www.nsf.gov/od/lpa/news/03/pr0308_images.htm

研究結果顯示,鷓鴣在出生後不外就能靠兩翅幫忙攀爬陡峭的斜坡。Dial比較羽毛被剪短的雀鳥和翼毛完整的雀鳥,發現雀鳥拍動兩翼的確對牠們攀爬陡坡有幫助,而且牠牠們擺動翅膀的角度和飛行時不同。雀鳥不用翼膀幫牠們在平地或坡度不大的地方跑步,但坡度超過四十五度時,翅膀就開始發生作用了,就算斜度高達一百零五度都不會掉下來。」他說道:「只要幾星期,牠們就可以垂直的跑,不斷拍動兩翅使牠們的身體更貼近樹面。」

柏克萊加大的演化生物學家Kevin Padian認為Dial的發現令人大開眼界。影片中透露的是我們從來未知的訊息。其他研究鳥類飛行的科學家對這研究也很感興趣,並認為能支持自己的理論。認為鳥類從樹下滑翔學飛的科學家認為這幫他們解決了一個大問題:鳥類怎麼先上樹的。然而洛杉磯自然史博物館的古生物學家Luis Chiappe認為這個發現支持了擺動翅膀加速助跑速度以昇空的理論。

然而Dial認為他的發現增加了新的說法,他認為這些動物所作的事是前人未曾提過的。鳥類祖先要飛上天,必須要先演化出移動前肢的新方法。能夠前後和上下擺動是有好處的,因為讓牠們爬上斜面。當這些能力都有了,也們就能飛上天。

雖然看似不太可能知道這樣的能力什麼時候演化出,但分析一些原始鳥類的化石就能瞭解牠們是否能上下擺動。

原學術論文:
Dial, K. P. Wing-assisted incline running and the evolution of flight. Science, 299, 402 - 404, (2003).

--參考來源:
ScienceNOW (01/16/2003) -- Up in the Air, Junior
http://sciencenow.sciencemag.org/cgi/content/full/2003/116/1

New Scientist.com (01/16/2003) -- Flapping chicks give flying hints
http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99993276

Natural Science Update (01/17/2003) -- Flapping a forerunner to flight?
http://www.nature.com/nsu/030113/030113-9.html

Scientific American (01/17/2003) -- Origin of Bird Flight Explained
http://www.sciam.com/article.cfm?chanID=sa003&;articleID=00045C4C-F45B-1E26-8B3B809EC588EEDF

EurekAlert! (01/16/2003) -- New study suggests missing link that explains how dinosaurs learned to fly
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2003-01/nsf-nss011403.php

圖取自Pennisi, E. Uphill dash may have led to flight. Science 299, 329 (2003).


本文原刊登於SciScape:
http://www.sciscape.org/news_detail.php?news_id=966

台長: Gene Ng@UC Davis
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全站分類: 社會萬象(時事、政論、公益、八卦、社會、宗教、超自然)

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