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黎明时的阿卢拉鸟

探索已知最古老的鸟类——始祖鸟,以及新的化石如何揭示现代飞行的起源。了解它的解剖结构和饮食!

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已知最古老的鸟类——始祖鸟,作为一块被压扁在1.5亿年前的石灰石中的化石,看起来非常奇妙。但它可能移动起来没那么优雅。它长长的尾巴和不成熟的翅膀,让许多古生物学家得出结论,它是一种相当笨拙的扑翼者,几乎没有滑翔能力,在起飞和降落时控制能力很差。现代鸟类所展现出的精湛飞行的过渡,几十年来一直是个谜。但去年8月,马德里自治大学的何塞·桑兹(José Sanz)及其同事,与纽约美国自然历史博物馆的路易斯·奇亚佩(Luis Chiappe)合作,报告发现了一块1.15亿年前的化石,这是目前已知最古老的现代飞行记录。

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这种新发现的鸟类体型像金翅雀,在西班牙昆卡的白垩纪时期湖泊浅水中涉水行走,甚至可能游泳。它腹中发现的化石虾证明了它的食性。在大多数方面,这种鸟的解剖结构都符合其家族——反鸟类的典型特征,反鸟类是白垩纪时期占主导地位的类群,在7000万年前灭绝。它们都有肥厚的肉质尾巴和奇怪融合的脚踝骨,大多数都有牙齿。但在一个方面,昆卡化石完全不典型:它的羽毛保存得无可挑剔。

奇亚佩说,在化石记录中,羽毛非常罕见,而羽毛和骨骼都能保存下来的化石则更为罕见。而羽毛位置正确的化石则更加罕见。通常,羽毛围绕在身体周围,但我们看不到它们在骨骼上的实际附着点。

但是,由于昆卡发现的化石揭示了翅膀羽毛精确的附着点,桑兹、奇亚佩和他们的同事能够确定,这只鸟的第一指上有一簇称为“翅小翼”的羽毛。虽然很容易被忽略,但翅小翼对于现代鸟类的空气动力学至关重要。一只鸟接近地面时需要减速,以免坠毁,它通过将翅膀旋转到更陡的角度来实现这一点。这个动作有一个潜在的陷阱:由于空气无法再顺畅地滑过机翼顶部,它会分解成湍流涡流。鸟类翅膀后方的低压湍流空气与前方的平稳流动的高压空气之间的不平衡,会产生比鸟类想要的更大的阻力,导致它失速并掉落到地面——除非它碰巧有一些解剖学上的“湍流克星”。

这就是翅小翼。奇亚佩解释说,当机翼顶部的压力下降时,鸟会自动抬起翅小翼,这意味着它抬起了它的第一指。这会在主翼和翅小翼之间形成一个缝隙。空气通过这个缝隙滑过,顺畅地流过机翼顶部,鸟类在不失速的情况下减速。

始祖鸟没有翅小翼,这让奇亚佩推测它无法降落在树枝上,也无法在地面上捕捉猎物。当它着陆时,它必须跑着着陆。但这种新的化石鸟(研究人员将其命名为Eoalulavis——黎明翅小翼鸟)表明,飞行的关键转变并非近期才发生。现代鸟类是从与反鸟类不同的分支演化而来的。既然现在看来,这两个主要的鸟类群都有相同的翅小翼,最简单的解释是它们从共同的祖先那里继承了翅小翼。考虑到最早的反鸟类生活在大约1.4亿年前,地球早已拥有了优雅的着陆能力。

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