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scimonth - Science | 2014-11-04 | 人氣:5110

 為什麼在鳥類祖先--始祖鳥(Archaeopteryx)開始飛行前,恐龍就已經披著羽毛晃來晃去?研究人員猜想,這些古老爬蟲類在辨識色彩的能力上可能已經高度演化。假說內容是這樣的:羽毛的色彩對恐龍在溝通、擇偶以及傳宗接代上起了極大助益。

Archaeopteryx lithographica

Flickr :Howard Stanbury

為什麼在鳥類祖先--始祖鳥(Archaeopteryx)開始飛行前,恐龍就已經披著羽毛晃來晃去了?德國哥廷根大學與波恩大學的研究人員嘗試解答這個問題,他們在日前發表於Science上頭的討論──光彩之下(Beyond the Rainbow)上仔細回答了幾個問題。研究人員猜想這些古老蜥蜴在辨識色彩的本領上已具有一定水準。假說認為:羽毛的色彩使恐龍在溝通、擇偶以及求偶上起了極大助益。

 

人們最早開始懷疑恐龍與鳥類的親緣關聯,可以追溯到19世紀,當時查爾斯.達爾文便在努力尋找兩者間的關聯。但直到130年後,幾個化石坑出土許多帶有羽毛的恐龍化石,這才證實這假說。現在我們知道,鳥類是當時中型掠食動物,也就是獸腳目底下的一個分支,獸腳目許多的成員都曾在電影亮相,尤其暴龍與伶盜龍(有些人稱作迅猛龍)更是獸腳目的代表物種。這些掠食恐龍身上也有羽毛,問題來了,始祖鳥才是唯一能飛的物種,嚴格點還只算是滑翔而已。那為何這些不會飛的恐龍要長羽毛?跟隨潮流嗎?

 

恐龍的色彩辨別能力

DSC_8886.jpg

Flickr : Anne Jones

到目前為止,羽毛的多半被認為是為了飛行或保暖而演化出來,但是很少人注意到視覺呈現這部分。論文的主要作者,波恩大學史坦曼地質、礦物與古生物研究所的瑪莉-克萊兒.柯斯懷茲表示:「先前關於羽毛的理論從未說服我過。羽毛對恐龍而言想必還具有某種重要功能,這樣才能解釋為何早在鳥類祖先出現前,許多恐龍就已經長著羽毛跑來跑去。」她認為這可能與恐龍的色彩辨別能力有關。之後,她們分析與恐龍親緣性較高的爬蟲與鳥類後,牠們推測恐龍可能不只具備人類眼中的三種色彩感受器(紅、藍、綠),也許已經具備現代近親,鱷魚或鳥類的能力 ── 視錐細胞具備特殊的感受器,並能見到波長極短的光譜或紫外光。「根據系統發育推論與最近關於四足類動物的研究顯示,位於演化樹底部的陸生脊椎動物可能都具感測藍、綠、紅以及紫外線的能力。」哥廷根大學的克里斯提安.費雪表示。

 

對大多數動物而言,這世界比我們人類看起來得更加燦爛耀眼。多數哺乳動物在色彩感測的表現上都極差,有些甚至沒有彩色視覺,原因在於演化初期哺乳動物的祖先較為弱小,所以多半選擇在夜間出來覓食,在視覺發展上就顯得比嗅覺以及聽覺要來得不那麼重要。相反的,許多關於爬蟲類與鳥類社交行為與擇偶條件的研究則顯示,這些多在白天進行的活動,會藉由顏色傳遞許多的訊息,並大幅影響生育的成功率。

 

羽毛比毛髮更炫更多彩

Flamingo Feathers

大紅鸛  Flickr :photophilde

Feathers

孔雀  Flickr : Susanne Nilsson

我們知道在恐龍化石上,曾經發現類似哺乳類毛髮的柔羽。這些柔羽,主要用於保護小型掠食恐龍(也就是之後演化成鳥類者),喪失太多體熱。但這些柔羽的擁有者面臨的問題則是,這些柔羽既不允許有太多色彩,同時也傾向出現棕黃色調的規格化模式,就好像我們每天身著黑白服裝一般,實在是沒有太大的亮點。而大面積羽毛幾乎能夠提供接近無限顏色以及各式各樣的羽毛樣式來隔熱。這由角蛋白交錯構成的廣闊面積,允許光反射呈現恆定常數,這結果導致某些特定結構會形成特定顏色,有些構造專門形成藍色或綠色,有些具有金屬色澤,甚至是紫外線。「羽毛比起毛髮提供了更大量的光彩訊息,五彩的極樂鳥蜂鳥不過只是其中的兩個例子。」柯斯懷茲表示。

 

這項研究顯示我們應該重新檢視羽毛在演化過程裡扮演的角色。除了提供各式顏色之外,同時還具有隔熱功能。波恩大學史坦曼研究所的馬丁.桑德教授對整個研究進行總結。「這使得恐龍不只擁有可以拿來炫耀的漂亮羽毛,同時也能像溫血動物般保溫。」

 

 

原文網站 : ScienceDaily

討論原文     :  

Marie-Claire Koschowitz,Christian Fischer,Martin Sander Beyond the rainbow Science 24 October; DOI: 10.1126/science.1258957

編輯&翻譯:林建霖

 
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