周忠和科學肖像(繪圖 / 劉夕慶)
鳥類與人類的關系
鳥類是體表被覆羽毛的卵生脊椎動物——從這個定義上講,蝙蝠雖然能夠飛行,但不能算作是鳥,因為蝙蝠體表沒有羽毛,并且是胎生哺乳動物。鳥類有許多適宜飛行的特點,如身體呈流線型,可減少飛行中空氣的阻力;體表覆羽,前肢變成翼,翼上生有幾排大型的羽毛;骨骼輕、薄、堅固,有些骨內部中空,可減輕體重;胸肌發達;食量大,消化能力強。另外,鳥的呼吸器官發達,具有與肺相通的氣囊,可輔助呼吸。心跳頻率快,體溫高而恒定。
中國山東黔南漢畫像石墨《比翼鳥》畫像
由于鳥兒的美妙姿態和飛翔特質,它已成為一種被人類廣泛崇拜的動物,自古以來便出現在世界各地的宗教信仰與圖騰崇拜中。從古老的巖畫到現代的裝飾設計,鳥兒一直是不可缺少的動物文化主題;同時,由于豐富多彩的自然與人文緣故,在長期與鳥類的共處中,人類也賦予了它們許多不同的象征意義。比如:鴿子象征和平,鶴象征幸福吉祥、長壽,鴛鴦象征愛情、長相廝守,喜鵲象征喜事到來,海燕象征英勇善戰,大雁象征思念,布谷鳥用來比喻傳播真理的人,百靈鳥用來比喻歡樂活潑的人;而古代傳說中的鳳凰則象征著祥瑞、不朽、和諧,比翼鳥常象征夫妻恩愛——此鳥僅一目一翼,雌雄須并翼飛行……由此可見,人類將有些鳥類當作心靈慰藉、寄托希望并加以崇拜并不是沒有道理的。
中國花鳥畫《碧桃流鶯圖軸》
油畫 - 古韻新腔系列·《呂紀門前雪》
此外,人類利用鳥類的一些特性為其服務更是人鳥和諧共處的實例,比如,人類利用鴿子能識別地球(磁場)方位的特性來進行飛行通信、運用魚鷹的特殊功能進行捕魚。灰喜鵲是中國著名的益鳥之一,其能在果園、人工林內捕食多種類害蟲,如蝽象、步行甲、螟蛾、花蠅等。在一些經濟林較集中的地方,人們經常通過引進灰喜鵲的方法來進行經濟林的生態保護。
鳥類的進化與退化
為了適應自然社會,各種鳥兒進化出令人驚嘆的、符合科學規律的功能。例如:蜂鳥會向上和向下扇動翅膀產生升力,以保持相對靜止來刺吸花蜜;皇信天翁利用氣流和引力飛行,以達到節約體能的目的;候鳥則利用地球磁場導航,遷徙于夏季家園和冬季家園,它們可以在各國、甚至各大洲之間自由飛翔而不用像現代各國飛機等存在侵犯領空問題;灰鶴等采用V字形編隊飛行的策略,以達到除領頭鶴以外每只鶴節能10%的目的。
當然,鳥類也會呈現出退化現象,比如家雞原先是會飛的,但由于長期人工飼養出現了翅膀功能退化的現象。清代華喦(音同巖)所繪的《碧桃流鶯圖軸》是一幅少見的空中鳥兒嬉鬧的畫作,但嬉鬧這些動態是建立在野生鳥兒日常飛行、翅膀功能強大而靈活的基礎之上的,而處于地面的家雞只能是望塵莫及了;而吳冠中所繪的《呂紀門前雪》則描繪了長期演化后成雙對的鴛鴦在水域邊生活,展現出其與其他樹棲鳥兒的不同習性。
《在水中尋找事物的鳥類》
鳥之所以成為會飛的動物,關鍵在于翼(翅膀)的進化,這就如同人類完成了直立行走的關鍵一步!對古鳥類的研究表明,一般其前肢變成翼(有的種類翼退化)。中國科學院院士、著名古生物學家、古鳥類專家周忠和長期從事中生代鳥類與熱河生物群的研究,他發現并命名發表了若干中生代鳥類化石;與同事一起提出了一些支持“鳥類恐龍起源學說”以及“鳥類飛行樹棲起源假說”的新證據;研究了早期鳥類的系統演化、生態分異、食性分化的理論問題,豐富了人們對早期鳥類的認識。
油畫“鷹捉雞”——進化與退化后鳥類內部食物鏈片段只圖景
學者們的鳥類起源假說表明,鳥類可能是由獸腳亞目恐龍進化而來的,最早的鳥類表現出的特征與恐龍中的馳龍科有明顯的相似性。鳥類在白堊紀得到了很大發展,到新生代時已與現代鳥類的結構無明顯差別。在適應樹林等多變環境條件的同時,鳥類也發生了對不同生活方式的適應輻射。最早的鳥類大約出現在數億年前,它們的身體呈紡錘形,前肢特化為翼,體表有羽毛,體溫恒定。
鳥類給人類的科學觀
古希臘偉大的哲學家柏拉圖曾說過:“一個人,只有當他升到地球上空,到達大氣層的頂端或者向更遠處俯瞰之時,才可以徹底了解那個他生活的世界。”