最近，科學家們進行了一項有趣的研究，發現蝙蝠和鳥類在進化過程中有著非常不同的發展路徑，尤其是在翅膀和腿部的進化上。

大家可能覺得有點奇怪，蝙蝠和鳥類不都是能飛的動物嗎？為什么它們的進化方式會有這么大的差異呢？“海洋與濕地”（OceanWetlands）小編注意到，最近發表在《自然·生態與進化》期刊上的這項最新研究的結論，顛覆了科學家們最初的預想，也給我們帶來了不少值得思考的問題。

連云港一個廢棄山洞中越冬的蝙蝠。?周翀 | 綠會融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）

蝙蝠是非常獨特的一類動物，它們的飛行方式卻跟鳥類完全不同。**蝙蝠的翅膀，不像鳥的翅膀，那樣是羽毛覆蓋的，而是由膜構成；形態也顯得更加柔軟、靈活。**蝙蝠有許多不同的飛行方式，有的蝙蝠會從樹葉上撲捉昆蟲，有的會在空中盤旋吸食花蜜，甚至有些蝙蝠還能在地面上爬行，像吸血蝙蝠那樣在其他動物身上喝血。如此多樣的生活方式和飛行方式，都需要不同的翅膀設計和功能。

不過，科學家也有個疑問：為什么蝙蝠沒有像鴕鳥那樣，變成一種不會飛的動物？或者，為什么蝙蝠不能像信天翁一樣，長時間生活在海洋上呢？


白眉企鵝（Gentoo penguins）。它們在水下游泳時，像飛翔一樣揮動著它們的大翅膀。?攝影：王敏幹（John MK Wong） | 綠會融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）這項新研究給出了一個答案，答案竟然是——蝙蝠和鳥類的翅膀與腿部的進化是緊密相連的，而這種緊密的聯系，限制了蝙蝠在生態適應上的多樣性。


圣誕島小蝙蝠 (Pipistrellus murrayi) 是一種曾經棲息在澳大利亞圣誕島的蝙蝠物種。根據IUCN紅色名錄的最新評估，該物種已被列為滅絕（2016年評定）。圣誕島小蝙蝠是一種小型的蝙蝠，主要以昆蟲為食，曾在圣誕島的熱帶森林中廣泛分布。但由于棲息地的喪失、外來捕食者的引入以及其他環境因素的影響，這一物種的數量急劇下降，最終未能成功避免滅絕。圣誕島小蝙蝠的消失標志著該地區生物多樣性的重大損失，也突顯了保護措施不足和生態失衡帶來的嚴峻挑戰。?Lindy Lumsden 圖片來源：IUCN Redlist研究人員通過這項研究發現，蝙蝠的翅膀和腿部并沒有像鳥類那樣獨立進化。鳥類的翅膀和腿部是分開進化的，鳥類能夠在空中飛翔、在陸地上奔跑、甚至在水中游泳，每個部分都能獨立適應不同的生活需求；而蝙蝠的翅膀和腿部進化是相互依賴的，這意味著它們的翅膀和腿部如果發生變化，往往是同步的。比如說，當蝙蝠的翅膀變大、或變小時，它的腿部形態也會發生相應的變化。換句話說，蝙蝠的翅膀和腿部進化是“捆綁”在一起的，這讓它們在進化過程中不能像鳥類那樣，靈活地適應各種生態環境。


鳥類的羽毛和骨骼圖示。攝影：Linda Wong，攝于國家動物博物館。?? 綠會融媒·海洋與濕地工作組

科學家們在研究過程中，使用了來自全球111種蝙蝠和149種鳥類的翅膀和腿部骨骼數據，進行了詳細的比較。

他們通過X光技術，非常精確地觀察到每個物種的骨骼形態，并進一步分析這些骨骼在進化中的變化規律。結果顯示，無論是蝙蝠還是鳥類，翅膀和腿部的骨骼形態在同一物種內部是有很強的相關性的。這就意味著，在同一物種中，翅膀和腿部的骨骼在進化過程中是同步變化的。但是，研究人員發現，在鳥類中，翅膀和腿部的骨骼形態變化幾乎沒有相關性，它們各自獨立進化，這也是鳥類能夠在不同環境中靈活適應的原因。


鶚（osprey）的標本。攝影：Linda Wong，攝于國家動物博物館。?? 綠會融媒·海洋與濕地工作組

這一發現讓研究人員感到十分驚訝。原本他們以為，蝙蝠的翅膀和腿部應該像鳥類一樣，是各自獨立進化的；可事實卻恰恰相反。蝙蝠的翅膀和腿部進化緊密相連，這限制了它們的適應能力。蝙蝠不能像鳥類那樣，在陸地、空中和水中自由切換，而只能在特定的環境中生活。這種緊密聯系的進化方式，意味著蝙蝠的適應性遠沒有鳥類那么靈活。鳥類的翅膀和腿部可以獨立演化，使得鳥類能夠適應不同的環境，比如飛行、奔跑、游泳等；而蝙蝠的翅膀和腿部，卻只能同時改變，這使得它們無法像鳥類那樣，在多個生態位中找到適合自己的生存方式。


為什么鳥類的體型適合飛翔？流體力學的秘密，。攝影：Linda Wong，攝于國家動物博物館。?? 綠會融媒·海洋與濕地工作組蝙蝠和鳥類的進化告訴我們，不同的進化路徑和不同的生活方式是如何影響它們的適應性和生存方式的。它不僅揭示了蝙蝠和鳥類在飛行能力上的差異，也為我們提供了一個更深刻的視角，來理解不同動物是如何適應環境的。讓科學家們開始重新審視鳥類的進化。鳥類能夠在翅膀和腿部的獨立演化中獲得巨大的成功，那么蝙蝠為什么不能做到這一點呢？科學家們推測，鳥類的成功可能正是源于它們翅膀和腿部能夠獨立進化，這使得它們能更靈活地適應不同的生活方式和環境。


斯里蘭卡的狐蝠。攝影：郭耕（綠會專家）?綠會融媒·“海洋與濕地”（OceanWetlands）

此外，這項研究還引發了對古代飛行動物的思考，特別是對翼龍的研究。翼龍是已經滅絕的飛行爬行動物，它們的翅膀結構與蝙蝠類似，也是一種膜狀翅膀。那么，翼龍的進化是否也有類似的特點呢？它們是否也像蝙蝠一樣，翅膀和腿部的進化是緊密相連的？這個問題值得我們進一步思考。

本文是“海洋與濕地”平臺“蝙蝠保護系列”文。
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文 | 王昆山

編輯 | 綠茵

排版 | 綠葉

參考資料略

來源: 海洋與濕地