深藏在鸟腿里的秘密(图)

图2.地栖鸟（几维鸟和鸵鸟）生活时的后腿形态

　　按照形态与功能相适应的生物学理论，鸟类栖息行为的差异和形态特征之间又存在怎样的关系？也就是树栖鸟类和地栖鸟类在影响栖息行为的骨骼形态发育上有什么不同？鸟类哪些骨骼的形态差异产生出栖息行为的不同？对于现生鸟类的研究，多数情况下忽略了形态学的对比，因为鸟类功能的不同足以使研究者明白鸟类行为的多样性或差异，于是更深层次的形态对比往往在现生鸟类学研究中没有引起足够的重视。

图3.义县鸟化石的形态特征，通过化石来判断生态习性是研究的目的之一

　　在古生物学的研究过程中，凭借形态结构对功能行为的推导和分析又显得至关重要。因为化石的保留无疑只能将骨骼保存下来。与鸟类栖息关系密切的部位或身体结构组成是鸟类的后肢运动系统。于是，在对鸟类后肢骨骼的解剖对比中，通过分析对比找到了与栖息行为相关的影响“元素”，并且是这些元素的共同作用在鸟类的后肢骨骼上，最后直接影响到鸟类栖息行为。

　　鸟类后肢骨骼长度的组合也可以影响到鸟类的栖息习性。在后肢的骨骼组成中，分别是股骨、胫腓骨和跗跖骨三部分。对于树栖鸟类而言，股骨和胫腓骨、跗跖骨的长度比例中，胫腓骨和跗跖骨要显得长一些，比地栖鸟类这两块骨骼长些，只有这样，才符合鸟类飞行后肢的动力学原理，树栖鸟类才能在瞬间起飞，而且速度也很快，同时这样的组合比率还能够维持鸟类栖树的身体平衡。反过来，地栖鸟类的股骨较长，胫腓骨和跗跖骨的长度相比就短些，这种组合决定了鸟类的瞬间启动速度较小，行走的步幅较大等特点，适合地栖鸟类以走动为主的行为特征。

图4.树栖鸟类“三骨”的组成比例

图5.地栖鸟类“三骨”的组成比例

　　鸟类后肢系统中和胫腓骨、趾骨相连接的跗跖骨也是判断识别鸟类栖息行为的一个有效标志。这个标志的形态差异比较明显，树栖鸟类跗跖骨的下端的三个滑车就像三脚耙子，形象的模式形容就是“三角”形态，当这三个不在一条直线上的点组成的接触面与地面接触时，便能够稳定地连接脚趾在地面行走、奔跑，增大与地面的接触面，进一步增加稳定性；而树栖鸟类，它的跗跖骨和脚趾连接通常只是完成抓握树枝的功能，跗跖骨下端分开的三个滑车基本在一条直线上组成一个滚轴，围绕着弯曲的趾骨来滚动活动，所以，当我们看到跗跖骨存在上面的形态特征时，就能够判断这类鸟的栖息习性是属于树栖还是地栖。在吃鸡腿时留心一下鸡的小腿，就会试着判断鸡的栖息习性，不妨一试！

图6.树栖鸟跗跖骨的形态和模式

图7.这就是家鸡腿骨的下部骨骼

图8.地栖鸟跗跖骨的形态和模式

　　在鸟类相互连接的脚趾上，我们也找到与栖息行为存在关系的特征：树栖鸟类它的脚趾的趾节长度越往前变得越长，向前的三个脚趾尤其第三、第四脚趾这个特点反映明显，因为树栖鸟类主要抓握树枝提供力量集中在前端的趾骨上；而地栖鸟类的趾节却是越往前端长度越来越短小，尤其是第三、第四脚趾反映充分，这是因为地栖的鸟类在地面行走身体的重量主要支点在脚趾与跗跖骨连接端，这样日积月累靠近脚趾跟部的骨骼要变粗变长些。于是，我们在食用一些禽类的脚时，也可以连带判断一下是哪类栖息特性。

图9.树栖鸟趾和爪的形态结构

图10.地栖鸟趾和爪的形态结构

　　另外一个不可忽略的部位是鸟类的脚趾头的爪，平时可能我们比较了解猛禽的爪粗大而且弯钩也明显，因为，爪的锋利弯曲也是凶猛的象征。实际上，所有树栖的鸟类的爪的弯曲程度都比较明显，它的作用一方面是辅助脚趾对树枝的抓握，可以充分地把树干握牢，除此之外的另一个作用是个别猛禽或攀禽，还要依靠锋利的爪来协助进行捕食或者撕裂一些动物的皮毛，从而有利于进食，所以，树栖鸟类的爪都比较弯曲和锋利。而地栖鸟类则正好相反，因为，长期在地面的行走，爪的过度弯曲不仅不便于行走，而且即使爪弯曲且长，也会在与地面的接触过程中被磨得平平，所以，地栖鸟类地面生活行走的特性决定了不需要太弯曲的爪。

　　影响鸟类栖息行为的后肢骨骼形态差异还远不止这些，其他一些影响因素尚在探索之中。对于这个问题的进一步深入研究，它的意义将是十分深远的，尤其是借助这些判断识别依据来认识古鸟类的栖息习性或行为具有学术开创意义。因为，古鸟类以化石形态的保留，残存的恐怕仅有罕见的部分骨骼，若分析它的生态行为，唯一可以借鉴的就是现生鸟类形态对功能的决定作用。在此基础上，我们就能对古鸟类的行为习性有所了解，甚至对鸟类行为的早期演化亦可尝试研究。这样我们就可以推断化石鸟类的生态行为，不仅加深了现生鸟类形态习性的认识，更重要的是为古鸟研究找到了线索。

　　后记：古生物学的研究是建立在现代生物学的基础上，在研究的过程中，常常遵循“将今论古”的法则。因为，古生物学研究对象的化石难得的保留往往是以骨骼为主，间或有皮肤印痕、毛发和脚印的印痕残留，信息的保留缺少完整性，何况这些化石在形成过程中也是难之又难。据统计，硬体生物形成化石的几率只有万分之一，所以，在以百万年为单位的若干年后发现生物的化石，应属于罕事。从仅有的一些化石形态来了解或复原史前这些生物的形态或习性就是古生物研究的任务，这就要求对现生生物的认识不断细致深入，然后在此基础上才能运用发展的眼光了解或推测同类生物的过去历史。其中，还不能完全停留在今天的认识上，因为，生物在不同的发展时期个体或物种阶段性特征之间存在一定的差异，特别是古生物和现生生物之间的特征差异更是不言而喻的。所以，在古生物的研究过程中，既要遵守古生物的学科的研究特点，还要科学合理地吸收借鉴现有的知识，如此才能把远古生物的演化史运用发展的眼光恢复。使人类对世界的认识逐步完善。