只有鸟才有鸣管,所以它们才会唱歌

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烤炉鸟(Seiurus aurocapilla)是新世界莺科的一种小型鸣禽。他用鸣管唱歌。拉里·凯勒,利蒂茨爸。/盖蒂图片社

收敛进化就是两种关系并不密切的生物可以独立进化出非常相似的特征。例如,我们与章鱼共有的最后一个祖先可能看起来很像蠕虫。尽管这种动物可能已经能够感知光明和黑暗,但人类和章鱼的祖先花了大约7.5亿年的时间才进化出人类和章鱼惊人相似的眼睛结构。漂亮的!

但事情并不总是这样的。18新利最新登入以鸟的喉头为例。它叫做鸣管,地球上没有其他生物有鸣管。实际上,这是一个进化之谜。毕竟,其他动物需要能够交流,就像头足类动物和哺乳动物都需要能够看到它们在做什么一样。事实上,鸣管可以说比我们和章鱼共有的高灵敏度相机式的眼睛要奇怪得多,因为从进化的角度来说,它是不知道从哪里冒出来的。

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有人可能会说,鸣管在鸟类解剖学上有点多余,因为它们也有喉头——它们与哺乳动物、一些两栖动物和爬行动物共同拥有的喉头结构(尽管它只在哺乳动物和少数蜥蜴身上功能很好)。的牛能哞哞叫,狗能吠叫,婴儿能哭,它位于喉咙的顶部。18新利最新登入然而,鸟类用鸣管发出叫声似笛声的叫声它和喉相似,都是由软骨支撑的声带膜褶皱组成;18新利最新登入然而,鸣管深埋在鸟类的胸部,就在它们的气管支气管分叉进入肺部的上方。

2016年,德克萨斯大学奥斯汀分校的古生物学家报告称,基于化石证据在美国,我们所知道的鸣管结构大约有6700万年的历史。从那时起,研究小组一直在将鸟类的喉部和鸣管的解剖结构、遗传和发育与现代爬行动物进行比较,并发现鸣管的进化比之前想象的更奇怪。

一篇新论文该研究发表在2018年9月24日的《美国国家科学院院刊》上,研究小组报告说,鸣管和喉头的功能、形式和发育实际上是完全不同的。首先,喉头的声带是由连接在支撑它们的软骨上的肌肉控制的。另一方面,鸣管部分附着在肌肉上,而在其他动物中,这些肌肉将舌头固定在连接手臂和身体其他部位的骨头上。其次,在鸟类幼崽和蜥蜴幼崽的发育过程中,不同类型的细胞形成了各自的喉头:喉头由中胚层细胞和神经嵴细胞混合组成,而鸣管则完全由中胚层细胞形成。

所以,在某种程度上,现代鸟类的祖先刚刚开始制造一个新的喉头,最终取代了喉头的工作。结果,现在鸟类可以了听起来像这样

这项研究令人兴奋,因为趋同进化对科学家来说是一件很酷的事情,一个真正的进化异常值可以说是更酷的。

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