5分钟生物课:100个脑洞大开的趣味问答
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第18课
为什么鸟类吃东西喜欢“囫囵吞枣”?

对于养鸟和赏鸟的朋友来说,留意观察一下就会发现,现生的鸟类没有牙齿,即便看起来有牙齿,也只是齿状喙,例如灰雁。在没有牙齿的情况下,不同形态的鸟喙自有自己的进化缘法。鸟喙分上、下两部分,上喙连接上颚,下喙连接下颌。不过,根据出土的化石来看,早期的鸟类祖先是有牙齿的。那么,鸟类为什么在漫漫长河中把牙齿丢光了呢?

关于鸟喙形态的探究,可以回溯到19世纪中叶,达尔文注意到生活在加拉帕戈斯群岛不同岛屿上的地雀具有不同形态的喙。不过,他没有解答关于鸟类怎样丢失牙齿的问题。

关于鸟类失去牙齿有众多说法,其中一种说法是鸟类掉光牙齿是为了减少身体重量,这样有助于更好地飞行。在飞行过程中,运动强度很大,快节奏的新陈代谢需要消耗大量能量,通过细嚼慢咽来进食并不合适,于是,鸟类就采取了另一种取食方式。不过,科学家认为,为了拥有一个功能而失去或者得到一个器官,这种情况在演化过程中不容易实现。只是地球上发现的早期鸟类化石非常稀缺,标本数量不多且零碎,因此,想要判断早期鸟类的模样非常困难。还有一种说法是,与牙齿发育有关的基因存在突变。不过,科学家发现,多数早期鸟类都是长牙的,只是整齐度有差异,前面和后面均出现丢失牙齿的情况。不过,科学家从中发现了一个事实,只要有长牙的情况出现,那么就表示与牙齿发育有关的基因在早期鸟类当中发生突变的可能性很小,鸟类牙齿丢失或许是其他原因所致。

这件事情随着在新疆发现一种幼体长牙、成体无牙的恐龙——难逃泥潭龙而出现转机。这是研究者第一次在恐龙中发现牙齿越长越少的现象:刚出壳至少有42颗牙,半岁时剩下34颗,接近一岁时牙就全丢光了。于是,科学家联想到了鸟类牙齿丢失之谜。

在正常发育过程中,牙齿逐渐掉光的现象不仅在难逃泥潭龙身上出现,在窃蛋龙类中也有相似的情形。另一个值得关注的现象是,随着恐龙逐渐演化为鸟类,牙齿异时发育(1)丢失的时间也在不断前移。已知的线索基本认可鸟类的始祖是兽脚类恐龙。鸟类失去牙齿意味着它们比祖先兽脚类恐龙少走了一步,这表示发生退化的牙齿的异时发育才是引起鸟类牙齿遗失的直接原因。鸟类的祖先恐龙有牙齿,可是有一些恐龙的牙齿刚开始还有,接下来几代,牙齿逐渐就不出现了,角质喙变成替代品,而它们也没有突变或失去相关基因,只是功能逐渐停止。现生鸟类中的基因突变是演化末期的产物,异时发育是最终引起鸟类在演化初期失去牙齿的根源。

鸟类的嘴巴通常具备极其锐利的形状特点,即便不存在牙齿,尖利的嘴巴也具备足够的优势,例如处理食物、整理羽毛,还能给予身体辅助,而在进攻和防御时,也可以成为有用的作战武器和防御利器。


(1) 异时发育是指后代的生物形态特征的发育时间和速度与祖先不同而发生的演化改变。