撰文╱席蒙斯(Nancy B. Simmons)
翻譯/林慧珍
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蝙蝠是唯一會飛行的哺乳動物,並能利用回聲定位在夜間行動自如,牠為何能征服夜空?最新的化石與遺傳學發現,解開了蝙蝠的演化之謎。
重點提要
■蝙蝠是唯一會飛的哺乳動物,因此科學家一直渴望了解牠們是如何從其陸棲祖先演化而來。
■然而直到現在,人類所知最古老的蝙蝠化石,卻仍與現代的蝙蝠十分類似。
■科學家從最新出土的化石發現了另一種蝙蝠,有助於連接蝙蝠和陸棲祖先之間失落的環節。
■遺傳學和發育生物學的研究結果進一步描繪出蝙蝠的起源,闡明其在哺乳動物系譜樹中的位置,以及蝙蝠飛翼可能的演化過程。
在夏日黃昏的暮色中仰望天空,你也許就能一睹演化史上最引人注目的成功案例之一:蝙蝠。牠們廣佈在南極洲以外的各個大陸,具有很高的多樣性,佔現存哺乳動物種類的1/5。蝙蝠之所以受到高度矚目,主要原因當然是牠們的飛行能力,這使牠們能夠享用其他哺乳動物無法企及的資源,然而發展出飛天能力並非預料中的必然結果:從來沒有其他的哺乳動物能征服天空,這些夜空的統治者究竟如何從陸棲的始祖演化而來?這個問題在過去幾十年來一直令生物學家深深著迷。
答案姍姍來遲,直到2008年2月,我與同事發表兩個前所未見的新種蝙蝠化石,成為深入了解這神秘變化過程的關鍵。這種在美國懷俄明州出土的化石名為「芬尼氏爪蝠」(Onychonycteris finneyi),是迄今發現最原始的蝙蝠,針對這些化石與其他化石的最新遺傳學分析結果,使我們對蝙蝠的起源與演化,終於有了新的理解。
翼手與大耳朵
蝙蝠有多麼特殊,從牠們的特徵「翼手」可見一斑。有些哺乳動物(例如飛鼠)能藉由拍動連接前後肢的皮膚而在樹間滑行,事實上專家也普遍認為蝙蝠很可能是從一種會滑翔的樹棲始祖演化而來,然而在所有哺乳動物中,唯獨蝙蝠能夠展翼飛行,這種能力比滑翔更複雜,牠們因為有翼手的構造才具備這樣的能力。
蝙蝠飛翼的骨架由伸長的前臂與指骨構成,能支撐並展開薄而有彈性的翼膜;翼膜向後延伸包圍住後肢,蝙蝠的後肢比其他體形相當的陸棲哺乳動物明顯小了許多。許多蝙蝠在後肢之間還具有尾膜,牠們靠著從腳跟延伸出來的特化骨骼構造——腳距(calcar),來支撐尾膜延生的邊緣。蝙蝠能藉由控制手指、手臂、腳部和腳距的動作,以各種不同方式靈活操控飛翼…more
【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2009年第83期1月號】
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