小型鸟类探索了各种各样的飞行方式,从盘旋的蜂鸟到跳跃的麻雀,再到翱翔的雨燕和燕子。康奈尔大学的一项新研究可以解释原因
研究人员发现,较小鸟类翅膀内的承重骨骼可能比较大鸟类更自由地进化,因为较大的鸟类必须抵抗骨骼上更高水平的压力“大型鸟类的翅膀比例进化受到更严格的限制,它们在更大的机械应力下工作,”首席作者、合著者、生物医学助理教授布兰登·海德里克实验室的博士后研究员安德鲁·奥克尼说
他们的研究发表在《自然通讯》上,对鸟类以外的动物进化的生物学理解具有潜在的意义
Hedrick说:“我们发现,体型较大的鸟类必须同时改变翅膀的不同骨骼成分,而不是能够独立进化翅膀的不同部分。”。“改变翅膀的一小部分比改变整个翅膀更容易。这可能是因为体型较大的动物不太能快速进化,更普遍地进入新的生态位。”研究人员表示,鸟类的体重相差10000倍,因此它们是研究动物这一更广泛问题的绝佳模型系统。在鸟类中,这可以解释小型谱系进化的特殊成功。例如,在11000种鸟类中,约有6500种是鸣禽,它们通常体型较小 Hedrick说:“蜂鸟也是一个非常成功的小群体,但在鸟类中,没有什么比鸣禽更成功了。”研究人员使用了之前发表的开源数据集,这些数据集是从228个微型CT扫描的鸟类骨骼中收集的精确测量数据。每块骨头上都标记了可供参考的标志。利用这份档案,奥克尼和海德里克应用统计方法评估了不同骨骼在鸟类家谱中共同或独立进化的程度;在未来的工作中,研究人员将研究小型鸟类胸部和腹部的变化如何与翅膀相互作用;鸟类的整合结构在天生一孵化就能飞行的鸟类和天生无助的鸟类之间是否不同,独立于鸟类进化飞行的蝙蝠是否遵循相似的进化规则,或者是否有多种方式来构建飞行脊椎动物
Journal information: Nature Communications
Provided by Cornell University
2024-09-15
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