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艮-蝙蝠和鸟类翅膀的比较表明,它们的进化路径截然不同

时间:2024-11-02 18:06 来源:网络 作者: 小叶阅读

简介:与鸟类不同,蝙蝠的翅膀和腿的进化是紧密耦合的,这可能使它们无法像鸟类那样占据尽可能多的生态位。来源:u

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蝙蝠和鸟类翅膀的比较表明,它们的进化路径截然不同


与鸟类不同,蝙蝠的翅膀和腿的进化是紧密耦合的,这可能使它们无法像鸟类那样占据尽可能多的生态位。来源:uux.cn/Jason Koski/康奈尔大学


(神秘的地球uux.cn)据康奈尔大学(Elodie Smith):蝙蝠是非常多样化的动物:它们可以爬到其他动物身上吸血,从树叶上摘下昆虫,或者盘旋着喝热带花朵的花蜜,所有这些都需要独特的翅膀设计。


但是,为什么没有像鸵鸟一样不会飞的蝙蝠——沿着河岸涉水寻找像苍鹭这样的鱼类的长腿生物——或者像流浪信天翁一样在海上度过一生的蝙蝠呢?


研究人员可能刚刚找到了答案:与鸟类不同,蝙蝠的翅膀和腿的进化是紧密耦合的,这可能使它们无法像鸟类那样占据尽可能多的生态位。


兽医学院生物医学科学系助理教授Brandon Hedrick实验室的博士后研究员Andrew Orkney说:“我们最初希望证实蝙蝠的进化与鸟类相似,它们的翅膀和腿是彼此独立进化的。我们发现的相反事实非常令人惊讶。”。


这两位研究人员是11月1日发表在《自然生态与进化》杂志上的研究的共同通讯作者。


由于腿和翅膀执行不同的功能,研究人员以前认为脊椎动物的飞行起源需要前肢和后肢独立进化,使它们更容易适应不同的任务。比较蝙蝠和鸟类可以测试这一想法,因为它们没有共同的飞行祖先,因此构成了研究飞行进化的独立复制品。


该团队测量了来自世界各地的111种蝙蝠和149种鸟类的翅膀和腿骨。他们的数据集包括博物馆标本的X射线和康奈尔大学脊椎动物博物馆储存的蝙蝠标本新X射线的约三分之一。


他们在蝙蝠和鸟类身上观察到,一个物种翅膀(手爪、桡骨、肱骨)或一个物种腿(股骨和胫骨)内的骨骼形状是相互关联的——这意味着在一个肢体内,骨骼是一起进化的。然而,当观察腿和翅膀之间的相关性时,结果是不同的:鸟类几乎没有相关性,而蝙蝠则表现出很强的相关性。


这意味着,与鸟类相反,蝙蝠的前肢和后肢并不是独立进化的:当翅膀形状发生变化时——例如增加或缩小——腿的形状也会朝着相同的方向变化。


赫德里克说:“我们认为,翅膀和腿的耦合进化限制了蝙蝠适应新生态的能力。”。


该团队的发现对翼龙的进化提出了质疑,翼龙是一种已灭绝的飞行爬行动物,其膜状翅膀与蝙蝠相似。奥克尼说:“翼龙比鸟类或蝙蝠更加多样化,从微小的食虫动物到与恐龙相媲美的长颈鹿大小的歌利亚。”。“它们进化成功的秘诀是什么?”


在他们的发现之后,研究小组开始更深入地重新研究鸟类骨骼的进化。


奥克尼说:“虽然我们证明了鸟类翅膀和腿的进化是独立的,这似乎是它们进化成功的重要解释,但我们仍然不知道为什么鸟类能够做到这一点,也不知道它在进化史上何时开始发生。”


这项研究的一些测量是在康奈尔生物技术研究所的成像设施进行的。

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