如果鸟类是恐龙演化来的,那么鸟类为什么进化出了喙?和嘴比这样有什么生存优势?

顶一下第一的答案。进化在很多时候并不是因为生存优势,当然,我没有否认生存优势的意思,但是,别的因素也是很重要的。晚白垩世的时候,世界上存在着非鸟类的小型兽脚类恐龙和现代鸟类的祖先,还有一些和现生鸟类属于姊妹群的已经绝灭的鸟类。非鸟类恐龙向鸟演化的过程中牙齿的丢失和喙的形成是当今一个古生物学和发育生物学研究的热点,感兴趣的同学可以参考这篇文献:From snout to beak。一般来说,生存优势这个概念很难定义,个子大,跑得快,尖牙利爪就一定是生存优势吗?一些情景下是,一些情景下不是,还有一些不好说。的确,嘴和喙是不一样的,特别是对于取食这种行为来说,但是生存优势这个事情真的很难分出个高下。想想达尔文老爷子的《进化论》里面还有加拉帕格斯地雀的喙的一份功劳,就知道生存优势这种概念只可能在非常狭窄的情景下讨论,如果放在全球的大生态环境说喙和嘴孰优孰劣,我认为没太大意义。


喙这个结构在生物演化中出现了多次,甚至在恐龙的演化中都出现了多次。角龙类有喙,窃蛋龙类有喙,鸭嘴龙类也有......例子有很多,在恐龙之外的脊椎动物中,喙这个结构也在多个类群中存在。如果只关注今天的鸟类,鸟类的喙的结构也与其食性有强烈的相关性。在发育生物学的研究中,鸟类胚胎时存在牙齿的结构,可以说鸟类早期胚胎接近于一些非鸟的兽脚类恐龙,但在之后的发育过程中消失。回到问题,为什么鸟类进化出了喙?我觉得这个问题很难用较短的篇幅来回答,原因有几点:

  1. 化石序列不完整。如果要重建一个类群的演化过程,最理想的情况是有完整的化石证据,比如说马的演化。但是古鸟类和晚白垩世的小型兽脚类恐龙化石保存量不多,而且集中在仅有的几个化石点,要在全球范围内讨论这个问题很困难。
  2. 大灭绝事件对演化的影响不清楚。众所周知,晚白垩世的大灭绝事件让地球上几乎大型脊椎动物消失,鸟类中的反鸟类(肩带关节凹凸方向与现生鸟类相反)也全部绝灭。但是,为什么现生鸟类存活了下来,而其他类似的类群悉数消失,是偶然事件还是有必然的因素,现有的证据很难给出肯定的答案。
  3. 喙的发育机制有待研究。演化过程本质上是基因层次的变化,从嘴到喙的过程中哪些基因参与了调控?是否产生了新的基因? 14年的时候Yale的Anjan实验室搞出了个dino-chicken,详细参见chicken grows face of dinosaur(内有原文链接)。这是一个把古生物学与现代生物学相结合的很好的研究,从中可以了解到哪些基因在喙的发育中起了关键性的作用,但是我们对于整个调控网络的了解依然不多,更不用说在演化过程中整个网络的改变。


综上,为什么鸟进化出了喙是一个非常好的科学问题,但是现在很难回答。而且,我猜测,如果能找到最终的答案,也应该是多种因素共同作用的结果。至于生存优势,我认为讨论的意义不太大,特别是在没有限定生存环境的条件下。


最后,如果要咬人的话,可能大鹅的优势要大一点(滑稽)。

当然,这个牙齿和真正的牙齿并不同源,是喙的一种特化结构,不过也可以反过来说明,喙和嘴相比并没有生存优势,不然大鹅们也没有必要又从喙回到嘴了。

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来源:知乎 www.zhihu.com
作者:Congyu

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