在第2部分在这个系列中，我们研究了早期爬行动物的进化，以及哺乳动物的进化。在这里，我们来看看另一种爬行动物——恐龙——以及它们中的一种是如何进化成鸟类的……
早期的爬行动物分为两类:下孔类和蜥脚类。下孔类动物产生了哺乳动物，而蜥脚类动物则产生了所有现代爬行动物和鸟类。大约2.3亿年前，恐龙开始从蜥脚类祖先进化而来，并迅速成为陆地上的统治动物。尽管对于恐龙的家谱究竟长什么样还存在一些争论，但我们知道鸟类是从兽脚亚目进化而来的。人们发现了许多兽脚亚目恐龙化石，它们有一些恐龙的特征，也有一些鸟类的特征。“始祖鸟”就是一个例子。它生活在大约15亿年前，像鸟一样有羽毛的翅膀，但也像恐龙一样有牙齿和长而多骨的尾巴。那么鸟类究竟是如何从恐龙进化而来的呢?翅膀和飞行的复杂性是如何进化的?答案是，这是一个漫长而渐进的过程，这在进化中几乎总是如此。
兽脚亚目食肉恐龙的起源
兽脚亚目恐龙，包括雷克斯暴龙和迅猛龙等，几乎都是两足动物，这意味着它们用两条腿走路，而不是用四条腿。因此，他们的武器可以用于支援以外的目的。对于像霸王龙这样的兽脚亚目恐龙来说，它们的前肢可能不是很有用，而且随着时间的推移变得越来越小。但在其他兽脚亚目恐龙中，包括鸟类的祖先，在进化成翅膀的过程中，它们的前肢被适应了全新的功能。鸟类的翅膀与大多数四足动物(陆地脊椎动物)的手臂主要在两个方面不同。首先，鸟类的翅膀只有三根手指，而大多数其他四足动物的手臂——包括人类——都有五根手指。鸟类的第一根手指非常小，第二根和第三根手指要长得多，并且融合在一起。其次，鸟的翅膀拥有独特的、高度专业化的飞行结构——羽毛。翅膀的飞行羽毛通过韧带固定在趾甲和前臂骨上。其他飞行动物，如蝙蝠(和已灭绝的翼龙)的皮肤从手臂延伸到身体形成翅膀，而鸟类没有——翅膀完全由从皮肤伸出的羽毛组成。
蝙蝠、翼龙和鸟类的翅膀:在蝙蝠和已灭绝的翼龙身上，翅膀是由从手指延伸到身体的皮肤形成的。然而，鸟类的翅膀完全是由从皮肤上伸出来的羽毛组成的。蝙蝠的翅膀有五个趾，其中四个是细长的。翼龙的翅膀有四趾，其中只有第四趾被大大拉长。鸟类有三趾，其中第二趾和第三趾被拉长并融合在一起。重绘自参考．
翅膀和羽毛
那么鸟类翅膀的这些独特特征是如何进化的呢?早期的兽脚亚目恐龙生活在23000万年前，每只手上都有五根手指。然而，随着时间的推移，第四和第五趾变得越来越小，到鸟类进化的时候(大约12亿年前)，它们已经完全消失了。目前还不完全清楚兽脚亚目恐龙为什么会去掉这些趾，但可能它们只是不再需要了。
虽然趾甲在进化过程中消失似乎很简单，但羽毛的进化似乎要困难得多。飞行羽毛是高度复杂的结构，包括一个中空的中央轴(“轴”)和许多从轴上伸出的“倒刺”。这些倒刺也有自己的小突起，称为“小枝”，它们交叉连接倒刺，使羽毛保持刚性结构，这对飞行至关重要。如此复杂的结构是如何进化的?嗯，鸟类有很多种羽毛，其中一些要简单得多。除了复杂的飞行羽毛，还有一种叫做“羽绒”的羽毛。这些毛茸茸的羽毛覆盖在雏鸟和成年鸟的腹部和大腿上，在这两种情况下都是为了隔热，而不是为了飞行。羽绒与飞羽的不同之处在于它们的羽管彼此之间没有交联。这意味着倒刺可以自由移动，而羽毛的刚性结构要小得多。更简单的是许多鸟类的喙和眼睛周围的“鬃毛”。 These bristles, which are very similar in appearance and function to the whiskers of mammals, are each composed of a rachis with very few, small barbs projecting from it. It’s reasonable to suggest that bristles – simple hollow shafts – appeared first for the purpose of sensing movement. Then later in evolution, these shafts developed more barbs, which would help provide insulation, and these down feathers then spread to other parts of the body. Then, only later did cross-linking barbules evolve on the wing feathers, which would help the wings remain rigid and strong. These feathers may have originally evolved for functions other than flight, such as for mating or aggression displays, or even to shelter their young. Only later would they have been used for flight. Although feathers are usually not preserved in fossils, the fossil data we do have seems to support this progression. Simpler down feathers are found in many theropod groups – including the group which T. rex belonged to! The more complex flight feathers are also found in several theropod groups, including the group which Velociraptor belonged to – the dromaeosaurids. One fossil dromaeosaurid even had flight feathers on both its wings and its legs, suggesting that it could have used both its wings and its legs to fly – or at least glide.
学习飞行
但是飞行本身呢?第一批长着羽毛的恐龙是如何飞上天空的?很可能翅膀在被用来正常飞行之前被用来做不同的事情。由于鸟类的祖先可能非常小，因此翅膀可能被用来帮助它们爬上树枝，以逃脱更大的捕食者。楚卡鹧鸪的雏鸟不会飞，但当它们在陡峭的表面(如树干)上奔跑时，它们可以拍打翅膀，帮助它们爬上陡峭的地方。也许鸟类的祖先进化出了类似的策略。一旦到了树上，它们就可以用翅膀回到地面，要么滑翔下来，要么拍打翅膀以减缓坠落的速度——就像一些雏鸟第一次离开巢穴时所做的那样。随着时间的推移，这些行为(以及翅膀本身)进化到可以正常飞行。
大约在6.5亿年前，发生了一场大灭绝事件，所有恐龙都灭绝了，只有一种恐龙例外:鸟类。目前还不清楚为什么这些小的、长着羽毛的恐龙存活了下来，而其他恐龙却没有。有些人认为翼龙的飞行能力可能是原因之一，但翼龙也在大灭绝事件中灭绝了。不管原因是什么，鸟类存活了下来，在过去的6500万年里，鸟类已经多样化并遍布世界各地。它们大约有一万种，是现存种类最丰富的四足动物。可以说，恐龙从未真正失去统治地位。
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