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4斤的鸟,1斤的蛋几维鸟的蛋为何这么大 [复制链接]

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本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。

如果不深入了解,一般人很难想象新西兰人为什么要把几维鸟当作国鸟,而且还经常自豪地说:“我是一只几维鸟!”因为几维鸟真的是鸟类中奇葩。

作为一只鸟,不会飞很正常,毕竟鸵鸟、鸸鹋等走禽也不会飞,但鸵鸟这些走禽至少保留了翅膀和尾羽,但几维鸟连翅膀都退化了,仅剩一双腿。它们甚至连羽毛都进化成跟哺乳动物的皮毛相似的毛皮状细丝。一般的鸟类视力都很好,但几维鸟的视力却非常弱,经常像瞎子一样到处乱撞。但几维鸟的嗅觉却很奇特,它们的鼻孔长在喙的最尖端,可以找到据地面7英寸以下土壤中的小虫。因为这些特点更接近哺乳动物,所以许多生物学家戏称几维鸟为“荣誉哺乳动物”。

几维鸟标本

几维鸟还有一个最奇特的地方,那就是它们的蛋。一只雌性几维鸟产下的蛋的重量,可达到几维鸟体重的四分之一,甚至三分之一!如果按比例算,几维鸟的蛋是世界上最大的。一只公斤的鸵鸟,产下的蛋大约为1千克,而一只两公斤的几维鸟,产下的蛋却有0.5千克,对比之下,鸵鸟简直弱爆了。更形象地说,这相当于一个人类母亲直接生下一个30斤重的婴儿。很难想象,几维鸟在下蛋的时候要经历多大的痛苦。

X光下的几维鸟

那么问题来了,几维鸟为什么要进化出如此巨大的蛋,这么大的蛋对这个物种到底有什么好处?对于进化生物学家来说,如此离奇的适应性就像磁铁一样吸引着他们。过去一个世纪以来,关于这只娇小的鸟如何进化出如此巨大的蛋的问题,生物学家们也是吵翻了,一系列的想法也以论文的形式被发表,但最终都没能得到一个确切的说法。

几维鸟骨架,腹中的是它的蛋

最近,新的DNA分析已经开始彻底重写了走禽类动物的进化树。这些分析显示,之前关于几维鸟为何进化出如此巨大的蛋的理论都是错误的。

小巨鸟理论(TheTinyGiantTheory)

此前,生物学家斯蒂芬·杰伊·古尔德(StephenJayGould)最著名、最雄辩地阐述了关于几维鸟的巨蛋的理论是:如此大的蛋不是几维鸟进化出来的。几维鸟的祖先是一种巨鸟,它们进化成几维鸟后体型变小了,但它们的蛋却没有变。

几维鸟骨架,腹中的是它的蛋

这个理论是这样被推测出来的,在与世隔绝的新西兰群岛上,曾经生存着一种叫摩亚鸟(moa)的不会飞的巨鸟,它们有3.6米高,重两百多公斤,此前被认为是几维鸟的近亲物种。这种鸟在人类移民到达新西兰后全被杀害了。根据古尔德的说法,因为所有其他走禽类的体型都很大(鸵鸟、鸸鹋、食火鸡、已灭绝的象鸟等),所以有必要假设所有走禽类的祖先都是在冈瓦纳大陆分裂之后形成物种的大型鸟类。

因此,古尔德推断,几维鸟是从摩亚鸟一样大小的祖先进化而来的。它们的蛋虽然很巨大,很难产下来,但并不影响它们的进化,所以几维鸟的蛋的大小就一直没有变化(或者说变化很小)。

摩亚鸟

简言之,这并不是一种能带来竞争优势的适应,它只是一种自然选择没有孕育出来的遗迹。在13世纪波利尼西亚移民把老鼠带到岛上之前,那里还没有地面栖食性食肉动物来逼迫几维鸟通过进化出更小的蛋来增加它们的行动能力。也就是说,在那之前,几维鸟在新西兰群岛上没有地面天敌,它们还不用考虑如此逃跑,这么大的蛋并不会拖累它们。因此,它们没有必要进化出更小的蛋。

但摩亚鸟并不是几维鸟的近亲

到了年,一项调查鸟类家谱的新研究开始让这一理论显得可疑。在南美洲,有一种叫鹬鸵(tinamous)的鸟类。这种鸟虽然不喜欢飞,但大多数都会飞。尽管有明显的外部差异,但鹬鸵和走禽有着原始的颅骨结构,它们是古鸟类分类中唯二的鸟类(世界上其他99%的鸟类都被称为新生鸟)。

tinamous

长期以来,科学家们一直认为鹬鸵和走禽是近亲群体,但在年发表在《系统生物学》上的一项研究发现并非如此。而且,更重要的是,已灭绝的摩亚鸟并不是几维鸟的近亲物种,而是鹬鸵的近亲物种。

这一发现直接推翻了古尔德的小巨鸟假设。摩亚鸟的祖先是一种小型鸟类,它们飞到了新西兰群岛,独立地失去了飞行的能力,进化成了巨大的摩亚鸟,可能填补了当时非鸟类恐龙大灭绝留下的生态位。

摩亚鸟

此外,在过去的两年里,两项独立的研究都在这一理论中提出了各自的观点。首先,一个研究小组在年的一篇论文中发表了他们的研究结果,他们分析了现代几维鸟的一个假定直系祖先的化石遗骸,发现它们对应的是一种体型小得多的鸟类,它们的体型只有现存最小几维鸟物种的四分之一。这可以证明几维鸟并不是由大鸟进化而来的。

巨蛋的好处

以上的研究可以证明,几维鸟的巨蛋绝对不是巨鸟进化成小鸟过程中遗留下来的“包袱”。但如此巨大的蛋,到底对几维鸟有什么好处呢?最近的两项相关研究都指向了同一个答案:可能是关于早熟。如此巨大的蛋,意味着里面装着更多的营养物质,可以让几维雏鸟刚被孵化出来就可以逃跑——它们完全可以在生命的头两个半星期里靠这些营养生存。

几维鸟雏鸟

在新西兰群岛上,地面的捕食者虽然很少,但空中的飞禽很多。几维鸟必须确保雏鸟一旦被孵化出来就能逃避空中捕食者的追捕,因此小几维鸟一旦降临这个世界不久后就必须足够大,能像刚出生不久的牛犊一样会奔跑,而且有足够的能量。再往前一步,你甚至可以把它想象成一种奇异的哺乳动物,但几维鸟母亲始终是鸟类,它们没有乳汁,所以它们进化出足够大的蛋,蛋里面有足够多的卵黄,用这些大量额外的卵黄代替了母乳。

几维鸟雏鸟

所以,你知道为什么几维鸟的蛋如此巨大了,因为几维鸟真的很想做一只哺乳动物啊!所以你知道新西兰人为什么会很自豪地称自己是一只几维鸟了吧,几维鸟确实很强。

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