我们没有大象那么大的鸟类是有原因的
美国德克萨斯州南部野生凤头卡拉鹰的展翅。图片来源：杰夫·R·克劳 / 盖蒂图片社
（神秘的地球uux.cn）据《对话》（斯蒂芬·布鲁萨特）：鸟类究竟是如何从恐龙进化而来的？这是一个伴随我们超过150年的谜团，古生物学家至今仍在寻找这块拼图的碎片。
其中包括爱丁堡大学的史蒂夫·布鲁萨特教授，他最新的著作《鸟类的故事》讲述了整个引人入胜的故事。我们最近与他进行了交流，了解更多。
在所有伟大的恐龙题材中，为什么是这个故事？
我一直对鸟类很着迷。它们随处可见，种类多样且令人惊叹。作为一名古生物学家，我早期专注于兽脚类恐龙（两足）的相关研究。这一类包括霸王龙和迅猛龙——并衍生出了鸟类。
我研究得越多，对现代兽脚类动物的进化越感兴趣。回到2010年代初，我的博士研究是关于鸟类起源的。其核心内容是建立一个大型新的兽脚类恐龙家族树，以了解鸟类的定位、它们如何从恐龙演化而来，以及它们的身体特征是如何组合在一起的。
我在第一本书《恐龙的兴衰》（2018年）中写过恐龙鸟类的联系，但那只是其中一章。这让我想，如果能写一本关于这个主题的完整书，会非常有趣。这就是我新书《鸟的故事》诞生的过程。
关于鸟类从恐龙进化而来，还有争论吗？
我觉得人们通常听说鸟类是恐龙的后代。在较新的侏罗纪世界电影中，你甚至能看到其中一些人身上有羽毛。然而，公众并未真正意识到今天的鸟类其实是恐龙。它们是恐龙家族树的一部分。它们只是一群奇特的恐龙，长出了小而进化出翅膀，飞上天空，并一直存活至今。
查尔斯·达尔文的伟大弟子托马斯·亨利·赫胥黎在19世纪60年代首次注意到欧洲开始发现的一些恐龙骨骼与现代鸟类骨骼之间的相似性。那时还没人知道什么是DNA。
赫胥黎的观点确实进入了公众意识，至少在维多利亚时代的英国是这样。达尔文将其加入了《物种起源》的后续版本。但后来它逐渐失宠了。这是探索的黄金时代，尤其是在美国和加拿大。边界被推向西边，发现了许多新恐龙——剑龙、雷龙，后来还有腕龙和霸王龙。
它们看起来一点也不像鸟。我认为恐龙因此形成了巨型爬行动物怪物的刻板印象，这种印象至今仍主导着公众意识。
但也有很多较小的恐龙。许多鸟类长着羽毛和翅膀，许多鸟类非常相似。直到近几十年，鸟类从恐龙进化而来的观点才成为科学共识。90年代恐龙羽毛的发现真正奠定了这一观点。
还有哪些谜团？
当然，我们还有些未知，比如恐龙是如何开始飞行的。他们是如何开始以产生足够升力和推力的方式移动翅膀，从而使它们能够腾空的？他们是在地面奔跑，用翅膀挑战重力吗？他们是从树木往下用翅膀操控重力吗？这是最大的谜团之一。
另一个不确定领域是哪些恐龙是鸟类最近的亲缘关系。我们发现的化石越多，尤其是中国和其他地区的有羽毛恐龙，就越清楚曾经有大量带羽毛的小型恐龙。很多有翅膀，有些只在手臂上，有些则在手臂和腿上。有些长着羽毛翅膀。有些长着蝙蝠般的皮肤翅膀。
在那个阶段，科谱中出现了极其多样化的鸟类，现代风格的鸟类进化出了大臂膀，拍打翅膀以保持飞行。每发现一块新化石，不仅提供了更多信息，也增加了另一层复杂性。这也让理清哪些恐龙是鸟类最接近竞争对手的复杂局面变得更加棘手。你每年仍然会看到新的发现。
你在书里说翅膀进化成不会飞？
化石清楚地告诉我们，羽毛早在这些动物飞行之前就已进化。许多恐龙羽毛很简单;它们看起来像一缕缕头发。事实上，大多数恐龙可能都有它们——只是它们通常不会保存下来，因为它们腐烂得太快。在壮观的化石遗址中，许多恐龙被迅速掩埋，通常是火山喷发造成的，你会看到很多这些羽毛（中国东北的辽宁省就是一个很好的例子）。
但这些羽毛并未用于飞行。化石记录中有明确证据表明，羽毛进化出更简单的形式还有其他原因。我们最好的假设是，它们进化出为了保温，帮助保持温暖——就像哺乳动物的毛发一样。
后来，这些羽毛在一些恐龙身上进化成了构成翅膀的刺。但化石记录显示，恐龙中最早出现的翅膀大小介于绵羊和马之间。那些翅膀只有笔记本电脑屏幕那么大，按物理定律，这种翅膀无法让这么大的动物在空中飞行。
这暗示翅膀可能也是出于其他原因进化的，只是后来才被用于飞行。我们可以看出这些羽毛中有许多色彩和花纹鲜艳，因此一个主要观点是翅膀最初进化出来是为了展示，目的是吸引配偶;用来威慑对手。当然，这在今天依然成立。
你可以想象，如果这些机翼随着时间变得更大、更华丽、更华丽，物理定律会接管，产生一些空气动力学力。我们并没有最早拍打翅膀的恐龙的化石，但至少化石记录是这么告诉我们的。
恐龙必须变小，飞行鸟类才能进化吗？
这是故事的重要部分。一些恐龙，比如霸王龙，随着时间变大，但进化成鸟类的恐龙已经在数千万年里变小了。我们不确切知道原因，但有各种生态位，小而有利：更容易隐藏，生长更快，等等。
所以看起来你有一群人，他们的身体越来越小，翅膀也越来越大。在某个时刻，你会有一只足够大的机翼，可以让一个足够小的身体悬浮在空中。到那时，自然选择可能会接管，开始将这些恐龙精炼成更优秀的飞行者。
进化的偶然，没有大象大小的飞行生物存在吗？
需要拍动翅膀才能飞行的动物不会那么大。如今最大的拍翅飞行者是游荡信天翁，它们的最大翼展约为3.5米。我们有比他更大的鸟类化石：Pelagonithids是巨大的飞翔鸟类，在冰河时代前灭绝。它们的翼展大约有7米长。但除此之外，我觉得拍翼飞行会非常困难。
我完全理解，最有可能的是在乌鸦到膝狗大小的猛禽恐龙开始拍翅膀，而不是像信天翁那么大的恐龙。只是恐龙体型庞大的刻板印象让人难以想象一些小型恐龙会拍打翅膀和飞翔。
鸟类是如何在小行星撞击中幸存下来的？
这一直是个大谜团。至少在1.5亿年前就有真正的鸟类，这意味着它们与恐龙亲戚共存了大约8000万年。然后大约6600万年前，小行星坠落，所有恐龙都灭绝了，只有鸟类幸存——这是为什么？
事实上，许多鸟类与其他恐龙同时灭绝。许多鸟类仍然相当原始，看起来很像它们的恐龙亲戚。唯一幸存下来的是非常现代风格的鸟类。它们有喙代替牙齿，翅膀大，胸肌发达，能像今天的鸟一样快速成长。
许多近期研究已经澄清了它们为何能存活下来。归根结底：这颗小行星是从外太空黑暗中射出的一块六英里宽的岩石，某天撞击了地球。这瞬间改变了一切。地震、海啸和野火频发。尘埃遮挡了太阳，导致了一个持续数年的核战争冬季。自然选择无法在那个时间框架内起作用，所以当小行星撞击时，所有动物都不得不面对它们已有的特征。
大多数恐龙体型较大，陆地上没有比哈士奇犬更大的生物存活。在这些火灾、酸雨和风暴中，仅仅待在户外暴露在自然环境中就很糟糕。如果你体型小，可以更容易藏起来。
此外，现代风格的鸟类拥有许多有益的特征。它们一年内长成成鸟，所以培育下一代并不费时间。它们能飞离危险。但关键是它们还有喙，可以吃种子。
当地球多年变冷时，生态系统崩溃。植物没有阳光进行光合作用。所以植物食者死了，肉食者也死了。种子可能是最后存活下来的食物。如果你能吃它们，可能就能撑过那些艰难的岁月。
我们有白垩纪（1.45亿至6600万年前）鸟类的肠道含量，可以看出很多鸟类确实吃过种子。所以现代风格的鸟儿手里有好牌，正当世界变成一个善变的赌场，生存成了概率问题。
小行星撞击之后出现了哪些鸟类？
白垩纪（即小行星之前）的鸟类化石有限，因为鸟类的化石很难保存。它们体型小，骨骼非常脆弱。但我们知道那个时期生活过像维加鸟（学名：Vegavis）和神奇鸡（Asteriornis）这样的鸟类，他们分别是现代鸭群和鸡群的成员。
这并不意味着猫头鹰或猎鹰等现代物种没有存在，但它们当时肯定不是生态系统的主要组成部分。然后小行星撞击，我们开始在古新世（6600万到5500万年前）看到企鹅、鼠鸟以及多个现代群体的化石。
然而，关于发生了什么的真正有力证据来自现代鸟类的DNA。研究人员现在开始使用全基因组。他们可以比较相似性，并反推预测两组何时会分道扬镳。当你这样做时，它预测了那个时期鸟类的大规模进化——包括猫头鹰、虎皮鹦鹉、猎鹰和鹰等物种。
如果发生了大规模灭绝，灭绝了75%的物种，幸存的物种本应有充足的机会。但我们还在等待化石直接证实这一点。对于实地考察的人来说，通过寻找小行星后500万到600万年内鸟类化石，这对人们来说是一个真正的目标。
你写道伟大的鸟类来来去去——请给我们讲讲其中一些经历
如今鸟类物种超过一万种，基本上是哺乳动物物种的两倍，所以从这个意义上说，我们仍然处于恐龙世界。但还有更多令人难以置信的灭绝鸟类，其中一些最近因为我们迅速扩散到世界各地，改变了环境。
许多这些神奇的鸟类起源于小行星之后的生态真空中。有些鸟类基本上变成了重生的霸王龙和三角龙——在许多生态系统中扮演着顶级捕食者/顶级食草者的角色。
南美洲有“骇鸟”（Phorusrhacidae）。他们比人还高，头像马头一样大，嘴巴巨大，钩状又扭曲。它们在那里是数千万年的顶级掠食者。南美洲在那段时间里大部分时间都是孤岛;直到后来，美洲虎和大型犬才陆续到来。
南美的骇鸟，曾是大陆上的顶级掠食者。哈珀柯林斯，南澳州立法院委员
在许多地方，鸟类是最大的植物食性动物。澳大利亚有一种叫做Dromornithidae的鸟类，它们活了数千万年。想象一下现代鸭，把它放大100倍。有些比牛还重。
其他地方还有新西兰恐鸟和马达加斯加象鸟。象鸟可能是有史以来体重最重的鸟类。它们产下的蛋大小如西瓜。许多这些鸟不会飞。他们放弃了这种能力，作为交换，让自己变得非常强大。
Pelagonithids也让我着迷——它们的翼展是信天翁的两倍。他们活了数千万年，像巨大的风筝一样在地球的热气流中航行。它们本该是极其壮观的动物。
Pelagonithids的翼展是现代游荡信天翁的两倍。哈珀柯林斯，南澳州立法院委员
我们之所以知道这些鸟类的大多数，是因为化石——除了一些像恐鸟、象鸟和Dromornithidae这样的，它们确实与人类见过面，但遗憾的是没能长久存在。
鸟类从未像人类那样聪明，这难道令人惊讶吗？
在我成长的80年代末到90年代时，说“你是鸟脑”是一种侮辱。这是个极不公平的生物学侮辱，因为鸟类非常聪明。
只是它们的大脑很小——我不知道有多少蜂鸟能塞进大象的头里。但就大脑大小相对于身体大小而言——这对认知、解决问题等至关重要——鸟类与哺乳动物几乎齐名。
鸣禽会学习复杂的歌声。类似于人类语言，它们从导师那里学，小时候咿呀学语并犯错，后来掌握鸟类语言。
鹦鹉可以模仿人类的语言。虽然许多动物使用工具很简单，但有些乌鸦能自己制作工具。实际上只有乌鸦、人类，还有一些近亲灵长类动物会这样做。乌鸦会拿起树枝和树枝，扭转它们。它们用这些钩子做成钩子，用来探针寻找食物。
自小行星以来，可能有很长一段时间，实际上是鸟类才是认知的超级明星。也许就在几百万年前，一些灵长类动物在相对于体型的大脑方面超越了鸟类。
鸟儿什么时候开始唱歌的？
声音当然不会化石化。但我们可以看看现代鸟类的家族树。我们可以观察鸣禽群体，利用DNA预测它们的起源时间。然后我们可以查看鸟类骨骼的化石记录，看看它们是否与DNA所暗示的大致吻合。
这告诉我们，鸣禽早在五千万年前就已经回到澳大利亚了。鸣禽的进化大约在2700万年前进入了加速阶段。这很可能是由构造事件引发的，比如小微板块和岛屿的移动，形成了东南亚的新走廊和环境。
只有在过去大约2000万年里，鸣禽才开始在世界各地活动。如今，超过一半的鸟类是鸣禽。
还有其他优先事项吗？
化石记录中最早的鸟类——像始祖鸟这样的真正拍翅飞行的鸟类——大约有1.5亿年前的作品。始祖鸟有着能拍打的大羽毛翅膀，但下颚里有牙齿，还有大爪子和长尾巴。它是过渡物种中最关键的进化纽带，自19世纪60年代赫胥黎和达尔文写下这些内容以来就已为人所知。始祖鸟是他们认为鸟类由恐龙进化而来的观点的核心。
我们仍未发现更古老的生物。我们有一些来自中国的新化石，年代相仿。但这些鸟类的祖先必然更原始，只能以更原始的方式飞行。这是我们一直在等待的，也许是晚侏罗世（1.62亿至1.43亿年前）或中侏罗世（1.74亿至1.62亿年前）的化石。这些化石将为我们提供关于拍翅飞行起源的正确见解。
《鸟的故事》美国版将于4月28日出版，英国版于6月11日出版，现可预订。
