为什么不是所有的鸟类都会飞?

为什么不是所有的鸟类都会飞?

企鹅不能在空中飞行,但它们保留了飞行肌肉并将其重新用于游泳。 (图片来源:JUAN BARRETO via Getty Images)

(化石网cnfossil.com)据参考消息网(编译/王笛青):美国趣味科学网站3月22日报道,一提起鸟,我们总会想到飞翔,但并非所有鸟类都能飞上天空。大约有60种鸟(占所有鸟类的1%不到)不会飞,其中包括鸵鸟、企鹅和几维鸟。这些鸟类从会飞的祖先进化而来,但失去了飞行能力,反而适应了陆地或水中的生活。

但它们为什么会放弃飞行呢?为什么不是所有的鸟都会飞呢?

飞行能力对于逃避捕食者以及长途跋涉寻找食物和有利的生活条件特别有用。然而,飞行需要大量能量;与体型相似的哺乳动物相比,鸟类每天消耗的能量要多75%左右。

“如果飞行不是必要的,鸟类将这种能量转而投入到其他地方,它们就能更好地生存和繁殖。”俄亥俄州凯尼恩学院生物学副教授纳塔莉·赖特在一封电子邮件中告诉趣味科学网站。

在2016年发表于《国家科学院学报》的一篇论文中,赖特和她的同事指出,栖息在岛屿上的鸟类几乎没有天敌,食物和栖息地竞争也较少,因此往往会进化成不会飞行。

“当生活在没有天敌、不需要迁徙或长途跋涉的岛上时,对于许多鸟类来说,飞行的代价就超过了其带来的益处。”赖特说。

转变为不再飞行会导致鸟类的身体变化。在进化过程中,它们的胸肌会萎缩。赖特说,胸骨及其中央脊(龙骨突)——飞行肌肉附着的地方——也会变小。她还说,翼骨——肱骨、尺骨和腕掌骨——也会变得更短、更不结实,而它们的腿会变得更长更结实,以适应更偏向陆地的生活方式。

有些鸟类用飞行换取了卓越的游泳能力。例如,企鹅保留了飞行肌肉和龙骨突,但将它们转而用于游泳,“它们用翅膀在水下飞行”。南非开普敦大学鸟类学荣誉退休教授彼得·瑞安在一封电子邮件中告诉趣味科学网站。不会飞的海雀也是靠翅膀在水中推进。

瑞安说,在长期不飞行的鸟类中,飞行所需的长而硬的羽毛(飞行羽毛)也会消失。瑞安还说,在某些物种中,如几维鸟和荒岛秧鸡,体羽会失去小羽枝——通常能让羽毛保持空气动力学特性的微小的钩状结构——从而使这些动物看起来更有毛茸茸的毛皮感。

2025年发表在《演变》杂志上的一篇研究报告发现,不会飞的鸟类失去羽毛特征的顺序与它们最初进化的顺序相反。该研究还得出结论说,骨骼变化发生在羽毛变化之前,因为生长和维持骨骼所需的能量比维持羽毛所需的能量要多得多。

英国伦敦大学学院入侵生物学教授蒂姆·布莱克本在一封电子邮件中告诉趣味科学网站,虽然不会飞的鸟如今并不多见,但化石显示,几千年前它们更为普遍,种类也更加多样。然而,人类以及老鼠和狗等动物的到来使这些鸟类面临着捕食者的威胁。

“它们牺牲了飞翔的能力,已经没有时间重新进化出这种有用的能力了。”布莱克本说。这就导致了毛里求斯的渡渡鸟和新西兰的恐鸟等许多标志性鸟类的迅速灭绝。

布莱克本在2020年共同撰写并发表在《科学进展》杂志上的一篇研究报告发现,如果不是因为人类导致的灭绝,地球上不会飞的鸟类物种数量将是现在的四倍。

这篇研究报告的第一作者、西班牙巴塞罗那生态学和林业应用研究中心的研究员费兰·萨约在一封电子邮件中告诉趣味科学网站,在整个进化史上,不同鸟类群体至少发生过150次失去飞行能力的情况。

“许多物种在没有捕食者的岛屿上繁衍生息,但随着人类的到来(由于直接狩猎或引入捕食者),它们不久就消失了,这使得无法飞行的鸟类看起来比实际上较少。”萨约说。




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