科学家揭鸟类飞行进化之谜:侧翼韧带是关键因素

　　资料图片中新社发 刘健4509 摄

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　　美国布朗大学和哈佛大学科学家表示，他们发现鸟类侧翼(肩部)关节的一根韧带具有帮助它们在飞行时保持翅膀稳定的重要作用。在《自然》杂志网络版上，科学家介绍了这块小小的组织是如何进化成为当今鸟类飞行的关键因素的。

　　研究工作带头人、布朗大学生态和进化生物系博士后研究员大卫·拜尔表示：“动物如何离开地面，即它们的肢体如何变成翅膀是一个令人着迷的问题。从研究中我们发现，在鸟类进化的过程中，一根韧带发挥了重要作用。”

　　拜尔和他的研究小组在研究鸟类翅膀稳定的奥秘时，重点放在侧翼受力极大的关节上。他们提出的独特问题包括，为什么此处的关节不脱臼？飞行中是什么保持翅膀的稳定？为获得答案，他们研究了活体动物、恐龙化石，测量了具有空气动力学特性的软组织和作用于侧翼关节骨力间的相互作用。

　　研究小组先选择鸽子为研究对象。为更好地了解鸽子在飞行中如何保持翅膀稳定，他们用电脑辅助扫描器为鸽子建立了三维的“虚拟骨架”，并计算出了鸽子为保持滑翔姿势所需要的力量。他们发现，无论是侧翼窝还是肌肉都均不能使鸽子翅膀保持稳定，而能够保持翅膀稳定的关键则是将肱部与侧翼关节相连接的一根小韧带(acrocoracohumeralligament，简称AHL)！该韧带能够平衡作用在侧翼关节上的各种力，是现代鸟类飞行的关键因素。

　　那么，韧带是否在远古动物身上具有相同作用呢？

　　为了揭开这一谜底，研究小组这次选择了美洲鳄鱼为研究对象。美洲鳄鱼是鸟类的近亲，同属祖龙的后代。2.5亿万年前，祖龙是统治地球的爬行动物，它们随后进化成中生代的强者恐龙。在哈佛大学脊椎动物古生物学教授法瑞西·简金斯的实验室中，研究人员设法将3条美洲鳄鱼“请”上跑步机，并拍摄了它们在运动时的X光录像。经过分析，他们发现，美洲鳄鱼利用它们的肌肉而不是韧带来支撑它们的肩膀。

　　此外，拜尔他们还研究了被古生物学家视为最早的鸟类———始祖鸟的化石骨架，他本人还到北京考察了中国新近出土的、现代鸟类的近亲孔子鸟、杨氏中国似鸟龙和千禧中国鸟龙的化石。拜尔猜想，如果AHL对飞行的起源十分重要，那么在始祖鸟身上应该能找到相应的证据。结果他惊奇地发现，现代鸟类以韧带为基础的力量平衡系统在中生代鸟类中在逐渐进化。

　　拜尔表示：“这意味着鸟类的飞行‘装备’随着时间在不断完善，同时也说明早期的鸟类飞行时采用了与现在鸟类不同的侧翼平衡方法，因此它们的飞行也会有所差别。有些科学家认为，过去的鸟类是从树上滑翔下来或鼓翼飞离地面。通过对鸟类的力平衡系统的研究，我们将能检验他们的理论。”

　　(来源：科技日报 作者：毛黎)