之前和大家分享了一些故事，探討鳥類是如何發展出飛行能力、我們又是如何推斷的。這個話題還有許多可延伸的部分，比如鳥類的祖先是什麼？鳥類的特有特徵——羽毛，又是怎樣演化出來的？今次就跟各位探討一下。
恐龍和鳥是親戚？
之前說過，早在1970年代，古生物學家歐斯壯（John Ostrom）就通過各種化石和對比各種古生物的身體結構分析出，飛行能力的來源可追溯至地上奔跑的恐龍。歐斯壯更猜想，恐龍最初是基於其他的理由（例如保暖）而演化出初步的羽毛。在之後的進化歷程中，羽毛慢慢變得更長，結構變得完整，鳥類的祖先才運用它們發展出飛行的能力。不過在當時，很長一段時間都沒有發現相關的化石證據。
及至1996年，在中國遼寧發現了中華龍鳥（Sinosauropteryx）的化石。這塊化石十分完整，清楚地展示了整隻小型肉食性恐龍的骨骼和眼窩。最引人關注的是這塊化石保留有化石化羽毛痕跡，能夠看到原始羽毛的結構，這些原始的羽毛沒有分支，也沒有正常羽毛用來搧動空氣、纖維綿密的部分，因此不能用來飛行。這些有如毛髮的絲狀羽毛，有點類似今天新西蘭奇異鳥的羽毛。之後，在遼寧同一個地質區域中找到更多擁有原始羽毛的化石，並且所顯示的羽毛有着不同形態，甚至有一些已經有了初步的主軸和分支。
恐龍有羽毛的這一發現，進一步完善了我們的猜想，恐龍和鳥類在演化上確實有關係。雖然歐斯壯之前已經藉由分析恐龍的骨骼結構說服了大部分學者，令我們有理由相信鳥類是由恐龍演化過來的。但由於羽毛是鳥類獨有的特徵，有羽毛的恐龍成為一個更加有力的證據。
另一個重要的訊息就是，原始的羽毛並不利於飛行，顯然不是為了飛行而演化出來的，而是後來才逐漸變得利於飛行。這種「無心插柳」、器官發展出和本來「計劃」不同功能的現象，被科學家們稱為「擴展適應（exaptation）」。協助魚類在水中浮沉的魚鰾亦是另一個例子：古代魚類的原始肺部後來演化成陸上動物用來呼吸的肺部，但在魚類的身上，則略為改變了功用，發展成也是善用空氣的魚鰾。
那麼羽毛最初的功用究竟是什麼呢？化石中的原始羽毛只在中華龍鳥身體的周邊找到，濃密而且分布平均，所以用來保暖真的是十分合理的推論。不過這就表示中華龍鳥已經是溫血動物，有恒常的體溫，在面臨環境溫度的變化時不能改變自己的體溫以適應環境，因此才有保暖的需要。通過對比不同個體的化石，我們可以推斷出生物的生長速度，而分析則顯示，中華龍鳥骨頭生長迅速，代表其較高的新陳代謝率，正好就是需要為自己身體產生熱能的溫血動物的特徵。
小結
近年愈來愈多相關的證據被發現，讓我們能更清楚地理解恐龍怎樣慢慢演化成現代的鳥類，並發展出飛行的能力。這是近代生物學界的一大發現，不過細心一想，原來這不過是20多年前的研究成果。科學的發展，有時好像寸步難移，有時卻一日千里。不過最重要的，自然還是科學家們鍥而不捨的努力。
◆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。
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