地球上出现过能哺乳的鸟吗?

2018-01-15 13:08裘伟廷
生物进化 2017年4期
关键词:加德纳爬行动物亲缘

裘伟廷

"哺乳鸟"是这样一种动物……

学习过教科书上动物学知识的人都知道,哺乳类和鸟类是分别属于两个不同类群的动物。哺乳动物属于哺乳动物纲,而鸟类属于鸟纲,这两个纲的动物无论在形态结构上,还是在生理、生化特征上,都有很大的不同。比如鸟类动物体表有羽毛、靠产卵繁殖后代、用喙取食等,而哺乳动物身体表面有毛发、母兽直接产出胎儿(胎生)、母兽能分泌乳汁哺育仔兽(哺乳)等。

那么"哺乳鸟"是什么东西呢?"哺乳鸟"(Ma mma l-bird)这个名词尽管似乎包含着某些矛盾,但这类动物并非信口开河臆造出来的,而是科学家在某种科学理论指导下推测出来的动物。一些古生物学家相信,世界上曾经存在"哺乳鸟"这类动物。他们还试图具体描述"哺乳鸟",并把它的形象画成长鸟羽的兽,或者是长兽毛的鸟,也就是说"哺乳鸟"身上同时长有羽毛和毛发。据称,"哺乳鸟"作为具有鸟和兽共有特征的动物,它们栖居于树上,以虫为食,当然顾名思义也对自己的孩子进行"哺乳",并且是一种具有恒温热血的动物。

传统理论不支持"哺乳鸟"的说法

确实,传统的生物进化理论不支持"哺乳鸟"的说法,认为鸟类和哺乳动物都起源于古代爬行动物,但二者是在不同时间、从不同的古代爬行动物类别中,为适应不同的生态环境沿着不同的进化方向演化而成的。具体说,哺乳动物起源于3亿年前从古爬行动物中分化出来的一支,而鸟类则起源于2.6~2.4亿年前从古爬行动物中分化出来的另一支,这一支除了进化成今天的鸟类,还进化出今天的蜥蜴、蛇、鳄等动物。

因此,通常鸟类被看作是披着羽毛的爬行动物,这是因为鸟类在解剖构造方面,与蜥蜴、蛇、鳄等爬行动物的亲缘关系更为接近,而与哺乳动物没有共同的祖先。虽然鸟类和哺乳类都具有热血恒温等相同特征,但那是它们在进化过程中分别获得的,并不表明二者之间有什么密切的亲缘关系。因为在进化的历程中,鸟类和哺乳动物面临着共同的问题,例如怎样提高活动效率以适应生存等,这些问题通过动物的进化逐步得到了解决,结果使得不同的动物在某些器官和功能方面趋向一致。多年以来,这种传统的动物进化观点一直处于统治地位,没有谁怀疑其正确性。

有人提出"哺乳鸟"是鸟类和哺乳类的共同祖先

然而,上述传统理论在20世纪80年代却遇到了有力的挑战。1982年,英国伊丽莎白皇家学院的科学家加德纳却提出了一个新的观点,认为鸟类和哺乳动物并不象传统观点所认为的分别起源于两支不同的古爬行动物,而是起原于共同的祖先——"哺乳鸟",这意味着鸟类和哺乳动物是姐妹群,也就是说,鸟类和哺乳动物的亲缘关系要比鸟类和爬行动物更接近。作为这两大类动物的共同祖先,"哺乳鸟"自己是在2.25亿年前从古爬行动物中分化出来的,这类奇怪的动物兼有鸟和哺乳动物的特征。

通常,在生物学界提出新观点或新学说,需要相关的化石资料作为支撑。而与众不同的是,加德纳提出"哺乳鸟"学说的依据并不是化石资料,而是对不同动物形态结构和生理特征的比较。他指出,哺乳动物与鸟类之间存在着22个显著共同特征,表明鸟兽之间有密切的亲缘关系。比如,它们都是恒温动物,有调节体温的机制;在心脏、头骨、脑的结构上,在蛋白质分子结构,在生理和行为上,都有着显著的共同之处。根据这些共同特征,加德纳推论:这两类动物一定有"哺乳鸟"这样的共同祖先。

加德纳的上述新假说发表之后,在动物学界出现了一场风波,科学家们对哺乳鸟的假设毁誉不一。1984年8月,在英国伦敦自然历史和地理博物馆,曾集聚了来自欧美各国300余位相关专家,对此进行热烈的讨论。会上持有传统观点的学者,对加德纳的假说予以反驳,而分子生物学者则极力支持,双方争执不下,使学术界出现了新的裂谷。

对"哺乳鸟"说法赞成者认为……

一些学者对哺乳鸟的推测持赞成的态度。剑桥大学的弗里戴和毕晓普在会上公布了他们研究比较鸟类、哺乳动物和爬行动物蛋白质分子结构的结果,这些结果有力地支持加德纳的"哺乳鸟"学说。我们知道,生命体是由蛋白质分子和DNA分子构成的,而蛋白质分子是由20多种氨基酸分子排列组成的。不同动物有一些共同的蛋白质分子,如红细胞中的血红蛋白、肌纤维细胞中的肌红蛋白、细胞色素C等,它们的氨基酸组成和排列顺序十分相似,动物的亲缘关系越近,氨基酸排列顺序越接近;亲缘关系越疏远,氨基酸排列顺序的差异越大。

弗里戴和毕晓普发现,鸟类和哺乳动物的蛋白质氨基酸排列顺序最为接近,而鸟类和爬行动物的差异较大。这一结果有力地支持了加德纳的学说。他们在比较氨基酸排列顺序时还发现,鳄类与鸟类的蛋白质分子比较接近,仅次于哺乳动物与鸟类,这一结果也与加德纳的学说不谋而合。

那么,能不能就此肯定"哺乳鸟"确实曾经存在呢?这些分子生物学家谨慎地说:这一方法反映的是蛋白质的进化历程,蛋白质进化与物种进化是否完全一致,还有待研究。

对"哺乳鸟"说法反对者认为……

而另一些学者如美国芝加哥大学的休尔、英国利兹大学的亚历山大、牛津大学的凯普等人,则对"哺乳鸟"学说提出尖锐批评。他们不认为世界上存在过具有鸟类和哺乳动物共同特性的所谓"哺乳鸟",不能仅仅依据鸟类与哺乳动物的很多共同特征,来做出断然的推测。

凯普指出,如果真有"哺乳鸟"这种鸟类和哺乳动物的共同祖先,那么这种动物应该具有两类动物的特征,例如为了维持体温,它必须既长有羽毛,又长有毛发,这样奇怪的动物是不可思议的。他不相信会有"哺乳鸟"那样的动物曾经存在于世。

休尔和亚历山大也指出,鸟类和哺乳动物之间确实存在不少共同特征,但这并不足以证明它们一定有"哺乳鸟"那样的共同祖先,而不过是器官或功能的趋同现象。他们举了蝙蝠和鸟类的例子,蝙蝠的翼手和鸟类的翅膀在构造、形状、飞行方式上有惊人的相似之处,但并没有谁因此推断鸟类和蝙蝠有共同的祖先。原因在于这些相似的特征,正是长期进化的结果。这些对"哺乳鸟"说法持反对意见的学者还指出,加德纳仅从动物的相似来推断动物间亲缘关系是不可靠的,他那种完全不依靠化石资料的方法也不足取。而且,至今在古生物化石中,并没有发现能够支持哺乳鸟学说的证据。

"哺乳鸟"具有存在的可能性

地球上是否存在过"哺乳鸟"的争论,目前还难见分晓。但"哺乳鸟"具有存在的可能性,不仅是基于上述理论分析,而且世界上不乏类似的奇怪动物的实例,说明大自然也相信奇迹的。

比如鸭嘴兽在传统理论中可以算是个"奇迹"动物。鸭嘴兽是生存于澳大利亚的单孔目哺乳动物,所谓单孔目动物,是指处于爬行纲动物与哺乳纲动物中间的一种动物。它虽比爬行纲动物进步,但尚未进化到纯粹的哺乳动物。两者相同之处在于都用肺呼吸,身上长毛,且是恒温;而单孔目动物又以产卵方式繁殖,因此保留了爬行动物的重要特性。有人不禁要问:既然世界上可以有鸭嘴兽这样"怪物"的存在,那么为什么没有可能出现"哺乳鸟"这样"怪物"呢?

在南美洲玻利维亚等地的森林中,有一种十分奇特的鸟。这种鸟的腹下生长着一个膨大的贮奶囊,里面贮存着从其体内分泌出来的奶汁。然而,它属鸟类,不属哺乳动物,无需用奶汁来喂养幼鸟。据说这种鸟经常飞到村子里,让当地部落中土著居民象挤牛奶一样将囊中的奶挤出。该乳汁的营养十分丰富,含有多种矿物质,当地居民都用这种鸟囊中的乳汁来喂养孩子。因而,人们就给它们起了一个"送奶鸟"的雅号。尽管这种"送奶鸟"不属哺乳动物,但它的存在说明,至少"有乳鸟"在世界上是存在的。

"哺乳鸟"仍然扑朔迷离

不过无论如何,如果没有骨化石的论据支持,"哺乳鸟"恐怕是很难得到科学界的普遍认可。想像与猜测往往是科学发现必不可少的两个环节,但实证的结果,才是最后获得科学结论的必备前提。由此可见,尽管"哺乳鸟"是鸟类和哺乳动物的祖先理由十分充分,但"哺乳鸟"的化石至今没有发现,也给"哺乳鸟"这类奇怪动物之谜蒙上了扑朔迷离的色彩。"哺乳鸟"这样奇怪的动物是否曾经在地球上生存过?这个问题饶有趣味,但是科学家在目前还无法回答。

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