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反鸟化石研究员揭开古鸟类尾巴小而短之谜


http://www.sina.com.cn 2004年11月01日 15:09 北京科技报

  曾获得现代鸟类学博士学位的张福成研究员观察古鸟类化石时发现了一个细微却普遍的现象,古鸟类尾巴小而短,今天的鸟类尾巴大而长。

  这一发现让张福成和他的同事着实兴奋了一把,但更多的不解纷至沓来。

  “现代鸟类飞行,发达的尾巴起了重要的作用。短小的尾巴怎么可以支持它的飞行
呢?”从事古鸟化石研究的周忠和研究员说,对他们来说这一直是个谜。

  直到去年,一枚比较清晰的古鸟化石的发现总算解开了这一谜团。在今年10月21日出版的《科学》杂志上,由张福成和周忠和两位研究员共同完成的《一早白垩世鸟类的腿羽》,首次在世界上对此进行了详备的阐释。

  尾羽短小,古鸟凭什么具备强大的飞行能力?

  “如今的飞行鸟类,通常都有一个非常发达的尾巴,羽轴粗长,羽片宽大,这是它们在飞行中产生升力的辅助器官”。

  张福成研究员对比古今鸟类外观特征时分析道,相比之下,古鸟的尾巴都很短。难道它们的飞行能力很差吗?

  事实并非如此。

  周忠和研究员告诉记者,古鸟类已经具备了非常强的飞行能力,“可以说,与现代鸟类的飞行能力相比,并无太大差别”。

  据称,这一结论是通过长期的鸟类骨骼形态学研究后得出的。支持这个看法的事实性根据是,在这些古鸟类身上,飞行器官发达,前肢翅膀的长度、宽度,以及形态构造与骨骼形态学特征协调一致。这让专家们有理由相信,古鸟类是善于飞翔的。

  那么,原始鸟类在出现尾羽劣势的情况下是如何完成起飞、降落和一系列空中技巧动作的呢?它们又是怎样实现其强大飞行能力的?

  一枚新发现的反鸟化石给了科学家重要提示,这只古鸟的小腿揭开了秘密。

  2003年,中国古脊椎动物与古人类研究所的科学家在辽宁西部发现了一枚古鸟化石。

  在这枚古鸟化石的数码影像中,外人看不出有什么特别之处,它保存得并不完整,头部骨骼仅存下颌等少量骨片,头下骨骼也仅存腹面的一半。

  然而在专家眼里,这枚化石却是一件不可多得的珍贵研究资料。

  这是一只反鸟化石。肩胛骨和乌喙骨的关节方式和现代鸟类正好相反,故命名之反鸟。

  张福成和周忠和发现,反鸟的小腿外侧,保存着“具备空气动力学特性”的羽毛。

  周忠和研究员告诉记者,一般来说,以轴为界,当羽毛内侧和外侧呈现不对称分布,特别是羽轴也呈弯曲状时,就说明这样的羽毛具备空气动力学的显著特征,也就意味着这样的羽毛在飞行中能够发挥重要的作用。

  科学家认为,古鸟的腿羽辅助它完成飞行动作。

  在这只反鸟身上,科学家取得了前所未有的事实性发现。

  尽管由于保存的原因,这只古鸟小腿羽毛的“非对称结构”并不十分明显,但它“明显弯曲的中轴使其内、外侧羽片的空气动力学特性显露无遗”。

  真相已经大白,短尾的古鸟原来是靠腿羽的作用协助翅膀完成完整飞行动作的!

  张福成研究员进一步指出,反鸟的小腿上排列了8-12根能支持飞行的羽毛,虽然它的空气负载面积远小于翅膀,但是在飞行布局上它们处于身体的后部,这样大小的负载面积对于操控起飞、降落及完成空中技巧动作还是绰绰有余的。

  “现代鸟类尾羽的有效负载面积相比翅膀也是非常小的,但同样可以成功完成飞行操控”。

  在现代鸟类中,有些种类也存在尾羽短的情形,它们又是怎样完成飞行的呢?

  据了解,在现代鸟类中,也有少数种类出现尾羽短小的情形,海雀就是其中之一。那么它是怎样克服这一飞行劣势的呢?

  张福成研究员介绍,就像古鸟的腿羽的作用一样,海雀有一对宽大的蹼足,这对小“扇子”有效补充了尾羽飞行功能的缺陷。

  “另外,有些秃鹫的整个后腿,包括脚趾间的蹼瓣,在降落时帮助起到‘刹车’作用”。



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