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【科學講堂】古代維加鳥 似鴨呱呱叫

2019-10-02
■維加鳥跟鴨子同類,也可以發出相似的叫聲。 網上圖片■維加鳥跟鴨子同類,也可以發出相似的叫聲。 網上圖片

上次和大家探討了部分雀鳥是如何「放棄」在天飛翔的能力。不過,除了飛行之外,鳥類悅耳卻又複雜的歌聲,也是牠們的特徵之一。那麼雀鳥又是如何演化出唱歌的能耐呢?今天就讓我們窺探一下。

唱歌要靠鳥鳴管

鳥類發出嘹亮的歌聲,要靠鳥鳴管(syrinx)這個器官。這個器官位於氣管和支氣管之間,大小大約只有數厘米。憑茬噱嚘猼瑰籅炯n骨及筋膜軟組織互相協調下的共同振動,鳥類就能在胸腔之中產生共鳴,發出響亮的叫聲。相比之下,跟鳥類在演化史上關係較密切的鱷魚,就沒有鳥鳴管這個器官。許多其他的動物,反而是利用食道跟氣管之間的喉頭來發聲。那麼,古代還在演化中的鳥類,又是否有鳥鳴管這個器官呢?

今天很多證據已經告訴我們,現代的雀鳥是從恐龍演化過來的;不少看來是鳥類的獨有特徵,我們也在一些恐龍的化石上見到,比方說雀鳥用來飛翔的羽毛,以及牠們用來減輕重量、令呼吸更有效率的各種氣囊等等。美國德克薩斯州大學奧斯汀分校的古生物學家克拉克(Julia A. Clarke)和她的研究夥伴,幾年前在南極洲的岩石層中發掘出一種名為維加鳥(學名:Vegavis iaai)的化石,正好就有鳥鳴管這個部分供我們研究之用。

克拉克發現化石的石層深度,大約對應於六千六百萬年前,正好比恐龍因為巨大隕石降下而被滅絕的時代稍早一點。維加鳥也是一個頗為特別的物種,跟鴨子、天鵝同屬一類,而且2005年的另外一個研究,已確認維加鳥是中生代(二億五千二百萬至六千六百萬年前)中,我們唯一找到肯定是鳥類的化石物種,證明雀鳥曾經跟恐龍共存於同一個年代。

參考現今鳥類 推算軟組織樣子

克拉克跟她的研究團隊,利用X光對維加鳥的化石進行掃描,建構出一個鳥鳴管的電腦模型。不過,動物發聲還需要利用軟組織,而軟組織卻不可能留下化石。為了研究出維加鳥是怎樣發聲,克拉克另外分析了12種現今雀鳥發聲部分的軟組織跟硬組織,繼而推算出維加鳥鳥鳴管的軟組織是什麼樣子。因此,克拉克她們能夠推論出,維加鳥可以發出跟鵝鴨相似的叫聲。

不過到現在為止,我們好像還沒有在恐龍化石中找到鳴管。這是否意味荂A恐龍演化成雀鳥的時候,是先發展出羽毛、氣囊,然後再演化出鳴管呢?好像是,不過又有一點言之尚早:未來我們可能找到更多珍貴的化石,讓我們進一步詳細了解這個演化的過程。

能夠了解古代雀鳥發聲的能力,是詳細了解牠們的重要一環。正如很多現代鳥類研究者所言,雀鳥的外表只能代表牠們的某一面;牠們發出什麼樣的叫聲,怎樣去利用歌聲互相溝通,還需要更深入的理解。

現在有了第一次對化石中的鳥鳴管的研究,讓我們知道了它的大小和在化石中的位置,相信未來將還會有更多的科學家可以進行類似的研究。■張文彥 香港大學理學院講師

短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現任香港大學理學院講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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