蝙蝠和鸟类在进化道路上展示了一个迷人的对比，最近的研究表明，蝙蝠的翅膀和腿是一致进化的，与四肢独立进化的鸟类相比，它们的生态作用有限。
这一发现为鸟类占据更广泛的生态位提供了新的见解，并提出了对其他飞行物种（如多样化的翼龙）的更广泛影响的问题。
蝙蝠和鸟类的独特特征
蝙蝠是种类繁多的生物，它们能够爬到动物身上吸血，从树叶上抓昆虫，或者悬停在空中啜饮热带花朵的花蜜。每一种行为都依赖于独特的翼设计。
但你有没有想过为什么没有不会飞的蝙蝠，比如沿着河岸涉水捕鱼的鸵鸟，或者像游荡的信天翁一样在公海上漫游的蝙蝠？
科学家们现在可能找到了答案：与鸟类不同，蝙蝠的翅膀和腿的发育之间有着紧密的联系。这种进化耦合可能限制了它们适应各种生态角色的能力，就像鸟类一样。
“我们最初希望证实蝙蝠的进化与鸟类相似，它们的翅膀和腿是相互独立进化的。安德鲁·奥克尼是兽医学院生物医学科学系助理教授布兰登·海德里克实验室的博士后研究员，他说：“我们发现的事实恰恰相反，这非常令人惊讶。”
两位研究人员都是最近发表在《自然生态与进化》杂志上的研究的共同通讯作者。
分析骨骼结构
由于腿和翅膀的功能不同，研究人员此前认为，脊椎动物的飞行起源需要前肢和后肢独立进化，从而使它们更容易适应各自不同的任务。比较蝙蝠和鸟类可以检验这一观点，因为它们没有共同的飞行祖先，因此构成了独立的复制来研究飞行的进化。
研究小组测量了世界各地111种蝙蝠和149种鸟类的翅膀和腿骨。他们的数据集包括博物馆标本的X射线和康奈尔大学脊椎动物博物馆保存的蝙蝠标本的三分之一的新X射线。
他们在蝙蝠和鸟类身上观察到，一个物种的翅膀（手翼、桡骨、肱骨）或腿（股骨和胫骨）的骨骼形状是相关的，这意味着在一个肢体内，骨骼是一起进化的。然而，当观察腿和翅膀之间的相关性时，结果却不同：鸟类几乎没有相关性，而蝙蝠则表现出很强的相关性。
这意味着，与鸟类相反，蝙蝠的前肢和后肢并不是独立进化的：当翅膀的形状发生变化时 —— 比如增大或缩小 —— 腿的形状会朝着同一个方向变化。
对翼龙多样性的启示
“我们认为翅膀和腿的耦合进化限制了蝙蝠适应新生态的能力，”海德里克说。
该小组的发现提出了关于翼龙进化的问题，翼龙是一种已经灭绝的飞行爬行动物，具有类似于蝙蝠的膜状翅膀。奥克尼说：“翼龙比鸟类和蝙蝠都要多样化得多，从微小的食虫动物到长颈鹿大小的歌利亚，可以与恐龙相媲美。它们进化成功的秘诀是什么？”
正在进行的鸟类进化研究
在他们的发现之后，研究小组开始更深入地重新研究鸟类骨骼的进化。
“虽然我们证明了鸟类翅膀和腿的进化是独立的，这似乎是它们进化成功的一个重要解释，”奥克尼说，“但我们仍然不知道为什么鸟类能够做到这一点，也不知道这在它们的进化史上是什么时候开始发生的。”
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