鳥是怎樣呼吸的_大眾科普網

鳥是怎樣呼吸的

雙重呼吸（shuangchonghuxi）鳥類除具有肺外，並有從肺壁凸出而形成的薄膜氣囊。主要的氣囊有9個，它們一直伸展到內髒間、肌肉間和骨的空腔中。鳥在休息時，主要靠肋間肌及腹部肌肉的運動，在肺部進行呼吸。當飛翔時，則主要靠胸肌的運動進行呼吸。氣體經肺進入氣囊後，再從氣囊經肺排出，由於氣囊的擴大和收縮，氣體兩次在肺部進行氣體交換。這種在吸氣和呼氣時都能在肺部進行氣體交換的呼吸方式，稱為雙重呼吸。這是鳥類適應飛翔生活的一種特殊呼吸方式。

雙重呼吸（shuangchonghuxi）鳥類除具有肺外，並有從肺壁凸出而形成的薄膜氣囊。主要的氣囊有9個，它們一直伸展到內髒間、肌肉間和骨的空腔中。鳥在休息時，主要靠肋間肌及腹部肌肉的運動，在肺部進行呼吸。當飛翔時，則主要靠胸肌的運動進行呼吸。氣體經肺進入氣囊後，再從氣囊經肺排出，由於氣囊的擴大和收縮，氣體兩次在肺部進行氣體交換。這種在吸氣和呼氣時都能在肺部進行氣體交換的呼吸方式，稱為雙重呼吸。這是鳥類適應飛翔生活的一種特殊呼吸方式。

人類進化之由來
人類從何而來？
人類是由自然進化而來，這是根本，是基礎，其明明白白，這誰都知道．
物質誕生，宇宙開始，從一點進化開來，積累而成萬物——如此，一步步間，便從中進化出了生命的基因。
相對而言，這也是選取——是自然的選取，是自然從萬千中的取……
無數萬千中的選一！
聚合而便共同組成（進化成）了一個生態的大系統環境——
這樣，於前此基礎上，聚沙成塔，而成寶塔狀……然後慢慢由低級到高級，由生命到物種，由植物到動物，從水中到陸地……如此一步步……
最後便逐漸成了人。
這就是是進化。
地球上的生命有太多的故事，而其中最令人難以置信的，卻是有關我們如何得到雙腿的故事。科學家相信，很久很久以前，有一條魚登上了陸地，長出腳，開始走路。這是生命史上最重大的事件之一——因為那條魚正是我們人類的祖先。不過，那條魚是怎樣長出腳的，又為什麼要長出腳呢。一個多世紀以來，哪怕最優秀的科學家也無法回答這個問題。他們倒是有一個向導，就是進化論的創始人——查爾斯·達爾文。達爾文說過，答案就躺在巖石堆裡。在某個地方，一定可以找到某些化石，而這些化石能說明一切。於是，古生物學家走遍了世界，只是為了找到它們。不幸的是，這麼古老的化石實在是太少太少了。

四足動物的故事

科學家找得越久越多，就越意識到有一種重要的化石不見了，這成為對整個進化論的一大挑戰。而有關我們是如何獲得雙腳的故事，也就變成了對“終極失落化石”的追尋。早在150年前，這種連續不斷的追尋便開始了，起因僅僅是一項簡單的觀察結果：好大一群看似無關的動物，其實都是相關的——它們都有四肢，所以它們被統稱為四足動物。

人是四足動物，因為人有兩只手、兩只腳，貓、狗、馬很明顯也是四足動物，事實上，所有哺乳動物都是四足動物。鳥、青蛙、蜥蜴，甚至沒有腳的蛇，和看似沒有腳的鯨，也都是四足動物。所有四足動物，無論各自看上去多麼千差萬別，其表皮下面的結構卻基本相同。對這一事實，科學家也感到迷惑。恐龍有脊骨，人也有脊骨，四足動物都有脊骨；也都有盆骨連接在脊椎上，用來支撐體重；同樣都有胸廓，用來保護心髒和肺。四足動物都通過鼻孔呼吸空氣，其四肢的頂端都由一根骨頭組成，下面則都有一對骨頭伸向手或腳，而且手指或腳趾看來從未超過5根。不僅恐龍和人是這樣，就連鯨也是如此，在鯨的鳍狀肢下面，照樣有5根指頭。

這種相似性使科學家相信，所有四足動物一定都來自於一種共同的祖先。為證明這一點，他們認為只需要兩種化石。首先，需要最早登上陸地行走、而且是用4只腳、並且每只腳都有5根腳趾頭的四足動物；其次，需要最早長出腳的魚，正是這種魚變成了最早登陸行走的四足動物。找到這兩種動物的化石，對它們進行比較，找出它們之間的區別，就可知道魚為什麼會長出腳來。

有一條重要線索引導科學家進行探尋，那就是這一進化很可能發生在4億年前的泥盆紀。可是，泥盆紀離現在如此之久遠，以至於連那個時代的石頭如今也難覓蹤跡，更不用說什麼化石了。但是，科學家知道，在泥盆紀以前，陸地上沒有行走的動物，而在泥盆紀以後，陸地上到處都是行走的動物，因此四肢的進化一定是在那時發生的。

教科書上說，泥盆紀可真是酷熱難耐的時期，幾乎沒有什麼生物能在陸地上存活，連植物也不例外。那時的陸地可真是一片貧瘠、空蕩的荒野，了無生機。這就是說，當時地球上的絕大多數生物只能呆在水中。這是魚的時代，其中的一條魚——最早長出腳的魚——的化石，就是科學家們需要找到的第二種化石。可以說，人也是一條魚，准確一點，從魚進化而來。

找到祖先了嗎

尋找那條魚的化石好像並不難。到19世紀快要結束的時候，科學家的目光都集中在了一類魚的身上，它們就是生活在泥盆紀的圓鳍類。

圓鳍類的鳍裡有著獨一無二的骨結構，似乎是人類大腿和手臂的前身。尤其是其中一種圓鳍類——早已絕跡了的掌鳍魚，更是具備所有的腿骨，只是缺少腳和趾。於是，科學家們認為這條魚正是我們所有人的祖先，是我們沒有四肢的祖先。

20世紀初期，有學者提出了一種理論，用來解釋這條魚為何會進化出腿來，並開始行走。那個殘暴的泥盆紀太陽，一定是大旱的根源。原本生活得自由自在的魚兒們，一下子被困在了日益干涸的水塘裡，直面死神。為了活下來，一些掌鳍魚不得不逃離水坑，尋找深水區。於是，就像現在的跳跳魚一樣，掌鳍魚拖著自己的鳍，勉強“走”上了陸地。其中一些掌鳍魚開始在陸地上演化，它們的鳍變成了四肢，並且長出5根手指和5根腳趾，從而開始行走。

這樣，它們就變成了四足動物，成為我們的祖先。它們之所以會長出四肢，是因為只有這樣，它們才能做我們都會做的事：在陸地上行走。“水塘干涸”理論看來便解釋了一切——我們為何會長出四肢，以及我們是從什麼動物進化而來的。要想證實這一理論，只需找到地球上最早出現的那種四足動物——那種魚一登上陸地便演化而成的動物，即前面所說的第一種化石。如果正如科學家預料，這種動物恰有5根手指和5根腳趾，那麼便大功告成了。為此，許多科學家多年來一直在努力尋找這種神秘的動物化石，卻未能找到。

要想見到露出地面的泥盆紀巖層，只有到世界上為數不多的幾個地方去，其中之一是格陵蘭。於是在20世紀30年代，一組瑞典科學家多次造訪了此處，其任務正是尋找第一種有腿的動物。在這組專家中，寡言少語、固執己見、在整個古生物學界都最不招人愛的埃裡克·賈維克，卻找到了人們夢寐以求的東西——最早長出腿腳(而不是鳍)的動物。賈維克把它稱作魚石螈。

從達爾文時代之後的1859年開始，人們就一直在尋找這種意義重大的動物，而今終於找到了，這當然令整個古生物學界歡欣鼓舞。現在賈維克所要做的，就是盡可能地重建這種古怪動物的解剖結構。這一切當然需要較長的時間，盡管賈維克是一名非常出色的解剖學家，而且自1948年就已開始工作，卻直到1996年才完成基本分析。其間他完成了兩篇論文，證實了現行的理論。賈維克說，魚石螈確實是一種在陸地上行走的四足動物，它有5根手指和5根腳趾。由此，我們為何會有手腳這個謎便得到了回答：當掌鳍魚拖著鳍掙扎登陸之後，它便演化成為最早的四足動物——魚石螈。這與科學家的預測完全一致。
但立即有人指出，賈維克的說法有很大漏洞，魚石螈很可能不是直接從掌鳍魚進化來的，因為二者之間差異太大。魚石螈是完全成形的四足動物，也就是說它有胸廓，盆骨連接在脊骨上，肢體上有指頭和趾頭。而掌鳍魚仍然是魚，盡管它已有原始的腿骨，卻未顯示出多少向四足動物進化的其他特征。這就意味著，必須找到一種“中間動物”，它能顯示從魚向四足動物的轉變的確發生過。因此，這種“中間動物”應該既能行走，又是一半像魚、一半像四足動物的動物。“中間動物”也就是達爾文所稱的“過渡形式”。“過渡形式”正是進化理論的核心，因為它們表明一種動物能夠變異成另一種動物。當環境條件發生劇變時，進化過程中就會出現“過渡形式”。那些不能適應新環境的動物會滅絕，但偶然的變異最終往往是保證存活的關鍵。隨著一群古怪的變異動物在新環境中掙扎求生，其中大多數會很快消亡，只有少數將變成“過渡形式”動物，即半像舊動物、半像新動物的“中間動物”，而新動物將完全摒棄舊的生活方式。“過渡形式”的化石，因此成為所有物種演化中最重要的化石。

不過，“過渡形式”同時也是最罕見的動物種類。從它們的性質不難看出，它們不僅數量很少，而且又只生活在一個非常短暫的過渡時期，當全新的動物演化出來之後，“過渡形式”即徹底消失。事實上，多年來只有一種被認為是“過渡形式”的動物——始祖鳥，它被一些科學家認為是有羽毛的恐龍，標志著恐龍向鳥的過渡。推測起來，“過渡形式”會很快被其自己的、更發達的後代所取代，這種“過渡插曲”在生命演化史中相當短暫，參與過渡的物種數量及每個物種的個體數量，看來都相對很少。

而麻煩在於，如果在掌鳍魚和魚石螈之間找不到半魚半四足動物這一“過渡形式”，就無法透徹解釋我們為什麼會長出腿腳。

如果科學不能確鑿地說明魚如何進化成四足動物，神創論者便振振有詞。西方一名身為博物館館長的神創論者說：現在的化石數量，該比達爾文時代多出許多了吧?光我們博物館就有差不多257塊不同種的化石。如果進化論沒錯，其中總該有哪怕幾塊“中間動物”的化石吧?可為什麼一塊也沒有?恰恰相反，每種動物看來都非常成形，沒有祖先，也沒有“過渡形式”。據此，神創論者更堅持說，世界是按照神的旨意，在6天時間內創造出來的，所有動物當然也是由神創造的，所謂“進化”是根本不存在的。科學家也認為，盡管“過渡形式”數量稀少，存活時間又短，成為化石的機會也很少，但是如果連一塊這種化石也找不到，那麼神創論對科學的挑戰就將繼續下去。於是，古生物學家鐵了心，一定要找到魚和我們最早的祖先之間的“過渡形式”。

1938年，就在這一年的聖誕節前夕，南非東倫敦博物館的管理員、31歲的梅約麗女士，來到當地碼頭邊撒網捕魚。一網魚上來，其中一條她從未見過的怪魚引起了她的注意。這條丑陋的魚長約1．5米，體色是金、銀、藍、綠錯雜，還有白色的斑點。最令她吃驚的是，這條魚的鳍簡直與眾不同。她立即把魚帶回博物館，作了防腐處理，接著請另一名南非專家辨認這條魚。這名老專家見了魚後驚呼：“哎呀，小姑娘！這可是全世界的頭條新聞哩，它是一條腔棘魚！”要知道，腔棘魚是生活於泥盆紀的一種圓鳍類，人們以為它早在7600萬年前就已滅絕了哩！而今發現它竟然還活著，就好比找到了一頭活體恐龍或一只活的始祖鳥。當時的整個科學界，理所當然地驚呆了。此後的好幾十年裡，腔棘魚一直被認為是魚和四足動物之間的“過渡形式”。不過，當時無人對它有足夠了解，人們只把它當成是一種活化石。發現第一條腔棘魚後的第13年，終於找到了第二條活的腔棘魚。結果卻令人大失所望：它並不會用鳍行走，而只會游泳，也就是說，它只是一條魚，而不是“過渡形式”或“中間動物”。

手指七八根

又是30年過去了，依然沒有找到“過渡形式”，也就是沒有找到用鳍行走、並最終進化成我們有腳的最早祖先的魚。一直到了1981年，古生物學的“復仇天使”終於降臨了。這一年，金妮·克蘭克完成了她的畢業論文，來到英國劍橋大學動物學博物館工作。金妮一直夢想著能加入到探索“我們為何會長出腳”之謎的隊伍中，正在這時，一位同事對她說：別擔心，機會馬上就到。這位同事帶來了一本學生筆記，是一名學地質的學生寫的，他曾於1970年去過格陵蘭。他寫到，盡管他了解巖石，很不了解化石，卻在格陵蘭的山上發現了大量魚石螈化石。雖然他語焉不詳，但卻好似一聲驚雷。要知道，當時世界上僅存由賈維克找到的魚石螈化石。金妮當即決定去一趟格陵蘭。到達目的地之後的兩星期過去了，仍未找到那位學生描述的地方。正當金妮開始

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