今鳥類憑什麼逃過生物大滅絕?
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小行星撞擊地球想像圖（圖片來源：wooster.edu）
撰文 | 廖俊棋（中科院古脊椎動物與古人類研究所）
責編 | 惠家明
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6600萬年前，一顆直徑10公里的小行星撞擊地球，其威力連百萬枚核彈都望塵莫及。如此飛來橫禍引起地震、海嘯、森林大火以及火山的高度活躍，揚起的塵土遮天蔽日。輝煌的恐龍王朝被這一連串劇變終結，僅剩下一支後裔倖存至今——鳥類。
鳥類起源於1.65~1.5億年前的侏羅紀時期，是獸腳類恐龍的後代，至今仍有超過10000個現生種廣布全球。人們也許會好奇，同樣是經歷了小行星撞擊，憑什麼恐龍滅絕消失，鳥類反而繁衍昌盛了呢？
實際上，這是一個誤解。人們往往忽略了這樣一個事實：白堊紀末期的大滅絕也造成了部分鳥類的絕種。其中，只有「今鳥類」
（Neornithes）
這一類群熬過了生物大滅絕事件[1]
。那麼，今鳥類為何能一枝獨秀地倖存下來？學者們有各種推測，這其中包括了快速生長素率假說、高代謝率假說。還有研究認為，這要歸因於今鳥類擁有更強大的肌肉骨骼系統，以及它們的喙部更適合吃種子
[2-6]
。而Current Biology雜誌最新的封面文章則指出：地棲生活也許才是這些鳥類躲過滅絕的真正原因
[7]
。消失的森林
在我們的印象中，多數鳥類的生活是和樹木分離不開的。但是發表上述封面文章的巴斯大學等機構的研究團隊則發現，在地球遭受行星撞擊後，鳥類幾乎「無樹可居」。
小行星撞擊地面的瞬間，光是衝擊波就剷平了方圓1500公里的森林，高溫更造成大火蔓延。雪上加霜的是，灰燼所帶來的酸雨、粉塵所帶來的日光遮蔽，最終引發了植物生態系統的崩盤
[8-10]
。而該研究團隊進一步指出，此次森林災難不僅是全球性的，更維持了將近一千年的時間。
他們之所以敢下如此結論，其證據來自孢粉化石。孢粉，指的是植物的孢子及花粉。不同種類植物的孢粉形態殊異，好比人的指紋一樣。植物體大多非常脆弱，能形成化石的少之又少。但是孢粉有著堅實的外壁，易於形成化石，且數量眾多。舉例來說，歐亞槭
（Acer pseudoplatanus）
的一朵花里就含有約9萬粒花粉，林山毛櫸（Fagus silvestris）
甚至超過了63萬粒，數量極為驚人。所以，在植物死亡消失後，我們根據岩石中遺留下的孢粉化石，就能反推出當時的植被面貌。此外，它們的分布非常廣泛。從熱帶雨林到寒帶苔原，從高山、湖泊到海洋，孢粉化石如塵土般無處不在，這樣的豐富程度讓孢粉完全能適用於定量統計。
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不同種類植物孢粉在顯微鏡下的形態變化萬千（圖片來源：wikimedia）因此，該團隊遠赴美國、紐西蘭等地，搜集了世界各地生物大滅絕時期岩層的孢粉數據。鑒定結果顯示，在小行星撞擊後很長一段時間裡，各地岩層中保存的孢粉構成出奇地相似，其70%以上的孢粉化石都來源於兩種蕨類植物。而裸子、被子植物則處於衰退狀態，遺留下的孢粉很少，直到千年之後才開始復甦
[7]
。這種由蕨類植物主導的植被組合有個專門的名字——災害植物群
（disaster flora）
。今天，在火山爆發後的夏威夷也能看到蕨類植物災後稱霸一地的光景。我們知道，蕨類植物普遍低矮，而在裸子和被子植物中多見比較高大的樹木種類。這意味著，在災害植物群延續的一千年時光里，可能全球的鳥類幾乎都找不到合適的樹梢棲息。地棲的鳥類祖先們
既然沒有像樣的樹林，樹棲的物種顯然會處於劣勢，而地棲的生物反而更有優勢。
雖然現今的鳥類絕大部分是樹棲，但演化系統分析的結果卻告訴我們，今鳥類的祖先其實是個地棲的原始類群。人們熟知的鴕鳥，以及既能飛又適應樹棲的?鳥都是這個原始類群關係最近的後裔。所以說，今鳥類祖先在災難發生前就已經適應了地面生活。災難發生後，它們不會因為樹林的消失而無處繁衍、覓食，從而得以逃過此劫。而新的化石發現也進一步證明，災後倖存下來的鳥類只有今鳥類，其後肢的比例、身體結構都是適應地棲生活的
[7]
。
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在親緣關係上，深受人們喜愛的幾維鳥也與今鳥類的原始祖先最近（圖片來源：wikimedia）相比之下，反鳥類
（Enantiornithes）
本是恐龍時代最為常見的鳥類，但它們卻在那場滅絕事件中慘遭淘汰。研究者認為，反鳥類的滅絕可能與樹棲的習性密不可分。想要適應樹棲的生活，後肢必須有許多形態學的特化。例如，樹棲生活要配備善於抓握的長指爪[7]
，這會對陸地行走或棲息造成不便。更遑論，長久以來的樹棲習性有不少行為學的影響，比如要在樹上築巢、哺育後代等等。研究者指出，反鳥類大多都高度適應樹棲生活，然而小行星撞擊所帶來森林生態系崩壞，導致反鳥類的棲息環境全面消失，最終斷絕了這種鳥類存續的活路。
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反鳥類生活場景想像復原圖（圖片來源：wikimedia）
總的來說，孢粉學、現代鳥類演化譜系、鳥類化石等多方面研究結果都顯示：
災難後倖存的現代鳥類祖先應該是小型的、能飛的，且最重要是能適應地棲生活的物種。
這場浩劫中，今鳥類祖先的地棲習性救了它們一命。而現在窗外那些盤踞樹梢，百囀千聲的鳥類，則是在森林環境恢復之後，才學會躍上枝頭的。
參考文獻
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9. Ohno, S., Kadono, T., Kurosawa, K., Hamura, T., Sakaiya, T., Shigemori, K., Hironaka, Y., Sano, T., Watari, T., and Otani, K. (2014). Production of sulphate-rich vapour during the Chicxulub impact and implications for ocean acidification. Nat. Geosci. 7, 279–282.
10. Vellekoop, J., Esmeray-Senlet, S., Miller, K.G., Browning, J.V., Sluijs, A., van de Schootbrugge, B., Damste, J.S.S., and Brinkhuis, H. (2016). Evidence for Cretaceous-Paleogene boundary bolide 『『impact winter』』 conditions from New Jersey, USA. Geology 44, 619–622.
製版編輯：黃玉瑩
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