鳥類飛行的能力是怎樣演化出來的？早在1870年代，古生物學家和鳥類學家就已經在熱烈討論這個問題。當時還不知道鳥類的祖先有怎樣的行為、身體構造，又處於怎樣的生態中。動物是怎樣發展出飛行能力的，科學家又是怎樣研究的呢？今次就和大家分享一下。

關於飛行的猜想

飛行能力是如何演化出來的？這個問題有點難以回答，主要是因為我們缺乏完整的證據。一直以來，我們認為鳥類是從爬蟲類演化過來的，但作為直接證據的化石仍沒有找到。人類找到的化石只符合部分預測，沒有完全與猜想脗合；更有些化石展示出意料之外的特徵組合，令大家更加迷茫。

在1970年代以前，古生物學家已經考慮了鳥類祖先的多種可能性，能夠追溯至兩億至兩千五百萬年前的三疊紀晚期。普遍的猜想是，鳥類、恐龍、鱷魚、翼手龍有同一個祖先。飛行能力是怎樣演變出來的，主要有兩個猜想。

第一個是「從樹而降」：用四腳走路的爬蟲祖先，慢慢學會了運用雙手爬樹，由於需要在樹與樹之間跳躍，慢慢演化出滑翔能力，最後在基因的演化與突變中最終學會飛行。另一個是「由地而起」：鳥類的祖先本來在地上用兩腿跑步，空出來的雙手就逐漸演化成翅膀。

古生物學家歐斯壯（John Ostrom）在1974年發表了一篇重要的文章，分析了究竟應該是「從樹而降」還是「由地而起」，而始祖鳥自然成了分析的中心。各位可能已經聽說過，始祖鳥被認為是恐龍和鳥類之間的過渡物種，雖然現在認為，始祖鳥不一定是所有鳥類的共同祖先，但牠們還是十分值得參考。歐斯壯指出，始祖鳥的腳掌和後肢，符合陸行恐龍特有的特徵，這些恐龍卻都不會爬樹。由此看來，「從樹而降」的理論不是太可信。

由滑翔慢慢演化成飛行的猜想好像也不對，滑翔能力在脊椎動物中出現了超過10次，但會滑翔的物種卻跟會飛行的脊椎動物沒有密切的關係。現在也沒有確切的理論去解釋，滑翔的身體構造怎樣能夠發展出飛行的能力。

不過，歐斯壯也指出「由地而起」的理論並不完美。當時的理論認為，鳥類祖先在地上奔跑的時候，正在發展中的翅膀可以提升牠們的速度，從而幫助牠們起飛。現代的鳥類在起飛的時候，的確有一邊奔跑一邊拍動翅膀，不過細看之下會發現，鳥類在空中的時候拍動翅膀才有效用，所以翅膀幫助起飛的想法，其實並不怎麼站得住脚。

現在我們猜想，搧動翅膀可能是幫助鳥類祖先爬上陡峭的山坡以避開獵食者，以此為基礎才慢慢發展出飛行的能力。

小結

生物進化，一直是我們十分關注的問題。今次討論了一些有關飛行的初步考慮，但還有更多的問題需要我們繼續研究呢！

◆杜子航 教育工作者

早年學習理工科目，一直致力推動科學教育與科普工作，近年開始關注電腦發展對社會的影響。