蝙蝠作為哺乳動物為什麼會飛的科學故事
化石是最好的證據。目前已知的最早的蝙蝠化石生存在大約5500萬年前的始新世,那時,霸佔天空的翼龍已經滅絕了,蝙蝠完全可以在藍天中自在地覓食生存。不過,這些化石的樣子非常接近於蝙蝠今天的形態,更早的蝙蝠化石一直都沒有被發現。蝙蝠的祖先是什麼樣子的,它們又是如何完成進化的,都還是一個未解之謎。
不過,並非沒有線索。從蝙蝠的骨骼特徵上可以推斷,它的翅膀是前肢進化來的,上臂、前臂、掌骨和指骨都特別長,它們之間有一層薄而堅韌的皮膜相連,一直延伸到體側、後肢和尾巴,形成了獨特的翼膜系統。蝙蝠的翼手和爬行動物中已經滅絕的、曾在中生代獨霸天空的翼龍驚人相似。為了飛向藍天,兩類不同的生物——哺乳類的蝙蝠和爬行動物的翼龍,採取了相同的進化策略。
科學家們相信,掌握飛行能力不能一蹴而就。蝙蝠的先祖很可能生活在樹上,為了逃避敵害或者捕食飛蟲,有時候需要從一棵樹迅速轉移到另一棵樹上。於是,在漫長的適應進化中,那些在前肢上生出了皮膜、有助於在空中滑翔的個體獲得了更多的生存機會,自然選擇的結果使這些有利的性狀遺傳到了後代,並不斷得到強化,最終脱胎換骨,征服了藍天。
當然,蝙蝠並不僅僅在身體結構上改變,它們的細胞也在發生變化。科學研究表明,在空中飛行所需的能量是在地上行走的3~15倍,因此,要想飛起來需要更強的動力。在生物細胞內有一種專門負責供應能量的特殊結構——線粒體。2010年,分子動物學家張亞平院士和沈永義博士研究發現,蝙蝠的線粒體在演化過程中變得越來越強大,顯示它們細胞的能量系統也升級了。“裏應外合”的全方位演化,蝙蝠飛上天空也就順理成章了。
蝙蝠作為哺乳動物為什麼會飛的科學故事點評
雖然很多蝙蝠具有相當高的飛行水準,但是和現代藍天的霸主——鳥類相比,它們的飛行水平還是差了一大截。因此,處於劣勢的蝙蝠在進化過程中儘量避免和鳥類直接競爭,它們中的大多數乾脆選擇在鳥類活動較少的夜晚出外捕食,白天就躲起來了。蝙蝠的這種錯時出行,正是它們能生存至今的大智慧。
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