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性選擇如何影響鳥類尾羽演化?這只1.2億年前的鳥揭秘

發(fā)布時(shí)間:2021-09-17 14:53:00來源: 中國(guó)新聞網(wǎng)

  尾羽是鳥類飛行系統(tǒng)的重要一環(huán),其形態(tài)既受自然選擇(空氣動(dòng)力學(xué))的影響,也受吸引異性的性選擇作用。性選擇如何影響鳥類尾羽演化?一直備受學(xué)界關(guān)注。

  科學(xué)家通過最新發(fā)現(xiàn)并命名1.2億年前早白堊世反鳥類鵬鳥科的新屬種“雅尾鹓鶵(yuān chú)”(鹓鶵亦稱鹓雛,是中國(guó)神話傳說中的神鳥?!肚f子·秋水篇》:“南方有鳥,其名鹓雛”),研究揭示出性選擇和自然選擇的動(dòng)態(tài)相互作用對(duì)鳥類早期演化的影響。

  兩種特殊尾羽形態(tài)首次聚合

  由中國(guó)科學(xué)院古脊椎動(dòng)物與古人類研究所王敏研究員、周忠和院士主導(dǎo),并聯(lián)合美國(guó)菲爾德自然史博物館、南京大學(xué)、臨沂大學(xué)、天宇自然博物館等共同完成的這項(xiàng)有關(guān)鳥類尾羽演化的研究成果論文,北京時(shí)間9月16日夜間在國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》上線發(fā)表。

  剛剛獲得科學(xué)探索獎(jiǎng)的青年科學(xué)家王敏是論文第一作者和通訊作者,他介紹說,反鳥類是鳥類演化中最早發(fā)生全球性輻射分異的類群,在進(jìn)化樹上與今鳥型類(所有現(xiàn)代鳥類都是從中演化而來)構(gòu)成姐妹群。不斷發(fā)現(xiàn)的化石為追溯這一姐妹群近6500萬年的共同演化歷程中的生態(tài)-形態(tài)多樣性變化成為可能。

  雅尾鹓鶵化石產(chǎn)自遼寧下白堊統(tǒng)的九佛堂組地層,屬于一類具有針型尾的中生代反鳥類,其尾羽由四對(duì)羽片狀羽毛構(gòu)成扇形,位于中間的一對(duì)尾羽顯著加長(zhǎng),甚至超過體長(zhǎng)的1.3倍,它上面的羽軸異常寬,與兩側(cè)的短尾羽構(gòu)成一種從未在恐龍亦或中生代鳥類中見到的、但與太陽(yáng)鳥等一些現(xiàn)代鳥類非常相似的針型尾結(jié)構(gòu)。此次研究發(fā)現(xiàn),雅尾鹓鶵將“末端羽化的羽軸主導(dǎo)型羽毛”和完全羽片化這兩種特殊的尾羽形態(tài)首次聚合在一起。

  或是“障礙原理”作用結(jié)果

  許多雄鳥長(zhǎng)有色彩絢麗、形態(tài)繁雜的尾羽,顯然不利于飛行,但卻有利于吸引異性,達(dá)爾文據(jù)此提出“性選擇”的概念。王敏指出,當(dāng)羽毛的長(zhǎng)度超過尾羽構(gòu)成的扇面的最大寬度所在界線時(shí),超出的羽毛都會(huì)降低飛行的效率,這樣的羽毛往往都是性選擇的結(jié)果。

  他說,相較于“末端羽化的羽軸主導(dǎo)型羽毛”,雅尾鹓鶵身上那對(duì)完全羽片化的長(zhǎng)尾羽無論是在生長(zhǎng)還是日常維持上,顯然對(duì)個(gè)體本身的生存更加不利,而這樣一種從自然選擇角度來看越是不利的裝飾性特征,多數(shù)情況下越是反映出持有者相對(duì)更好的競(jìng)爭(zhēng)力(獲取食物、筑巢、撫育后代等),這種性選擇機(jī)制被稱為“障礙原理”,雅尾鹓鶵尾羽的結(jié)構(gòu)很有可能是“障礙原理”作用的結(jié)果。

  交互作用共同影響鳥類演化

  王敏表示,不同于反鳥類,中生代的今鳥型類都具有扇狀尾羽,但卻很少具有裝飾性尾羽結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)通過統(tǒng)計(jì)所有發(fā)現(xiàn)的反鳥類和今鳥型類,發(fā)現(xiàn)受性選擇作用出現(xiàn)的長(zhǎng)尾羽在反鳥類中較為常見,并由此提出尾羽形態(tài)在這兩個(gè)姐妹群中的截然不同,是二者不同生態(tài)習(xí)性的結(jié)果:

  反鳥類以樹棲為主,需要通過形態(tài)夸張的尾羽繞過灌木的遮擋,才能吸引異性;早期的今鳥型類棲息在開闊的湖邊,復(fù)雜的尾羽形態(tài)容易被捕食者發(fā)現(xiàn),所以適應(yīng)空氣動(dòng)力學(xué)的扇狀尾羽在自然選擇作用下分布更廣,這些今鳥型類可能通過鳴叫、筑巢或其他方式吸引異性。

  “不斷發(fā)現(xiàn)的化石進(jìn)一步顯示,性選擇、自然選擇、生態(tài)機(jī)會(huì)等交互作用,共同對(duì)鳥類演化產(chǎn)生影響。”王敏說。

(責(zé)編: 陳濛濛)

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