鸟类是如何长出翅膀的

能够飞行的现代鸟类都有一种特殊的机翼结构，称为propatagium，没有它它们就无法飞行。这种结构的进化起源一直是个谜，但新的研究表明它是在非鸟类恐龙中进化而来的。这一发现来自对保存在化石中的手臂关节的统计分析，有助于填补关于鸟类飞行起源的一些知识空白。

很长一段时间以来，我们都知道现代鸟类是从生活在数百万年前的某些恐龙血统中进化而来的。这导致研究人员将目光投向恐龙，以解释鸟类独有的一些特征，例如羽毛、骨骼结构等。但鸟类翅膀的一些特别之处尤其引起了东京大学地球与行星科学系研究人员的兴趣。

“在鸟类翅膀的前缘是一个叫做前臂的结构，它包含连接肩膀和手腕的肌肉，帮助翅膀拍打并使鸟类飞行成为可能，”副教授TatsuyaHirasawa说。

“它在其他脊椎动物中没有发现，而且在不会飞的鸟类中也被发现消失或失去了功能，这是我们知道它对飞行必不可少的原因之一。因此，为了了解鸟类的飞行是如何进化的，我们必须知道如何propatagium进化了。这就是促使我们探索现代鸟类、兽脚亚目恐龙的一些远祖的原因。

兽脚亚目恐龙，例如霸王龙和迅猛龙，只有手臂而不是翅膀。如果科学家们能够在这些恐龙中找到早期繁殖体的证据，这将有助于解释生命之树的现代鸟类分支是如何从手臂过渡到翅膀的。

然而，事情并没有这么简单，因为繁殖体是由软组织组成的，这些软组织不能很好地变成化石，如果有的话，所以可能找不到直接的证据。相反，研究人员不得不找到一种间接的方法来识别标本中是否存在繁殖体。

“我们提出的评估繁殖体存在的解决方案是收集有关恐龙或鸟类手臂或翅膀关节角度的数据，”Hirasawa实验室的研究生YurikaUno说。

“在现代鸟类中，由于繁殖体，翅膀不能完全伸展，限制了连接部分之间可能的角度范围。如果我们能在恐龙标本的关节之间找到一组类似的特定角度，我们可以相当确定它们也拥有propatagium。通过对鸟类和非恐龙化石姿势的定量分析，我们发现了我们希望的关节角度范围。”

基于这一线索，研究小组发现，propatagium很可能是在一群被称为手盗龙兽脚类恐龙的恐龙中进化而来的，其中包括著名的迅猛龙。当研究人员在保存下来的软组织化石中发现了繁殖体时，这一点得到了支持，这些软组织化石包括有羽毛的窃蛋龙类尾翼龙和有翼驰龙类小盗龙。他们发现它的所有标本都存在于该谱系的飞行进化之前。

这项研究意味着现在知道繁殖体是什么时候出现的，它引导研究人员研究下一个问题，即它是如何形成的。为什么这些特殊的兽脚类动物需要这样的结构来更好地适应它们的环境可能是一个更难回答的问题。

该团队已经开始探索化石证据与现代脊椎动物胚胎发育之间的可能联系，看看这是否会对此有所启发。该团队还认为，一些兽脚类动物进化出繁殖体可能不是因为学习飞行的压力，因为它们的前肢是用来抓取物体而不是用来飞行的。

“大众媒体描绘的恐龙正变得越来越准确，”平泽说。“至少现在我们可以看到羽毛等特征，但我希望我们很快就能看到更新的表现，兽脚类动物也有它们的繁殖体。”