生物學的歷史166

1.      至少有2個恐龍族群發展出飛翔的能力，其中一個族群是「翼龍目 pterosaurs」，包括所有有翅膀會飛的動物；這類動物的翅膀由身體與長臂之間的皮膜組成，翅膀臂上有4隻爪，有些翼龍的翅膀張開來有8公尺。地球上曾有一段時期到處都是翼龍，但是最後全部滅絕。

2.      另外一個恐龍族系長出來的翅膀完全不一樣，牠們的前肢變成翅膀，並且長出羽毛，羽毛是從爬蟲動物的蛋白質鱗片分化而成的。這個族群後來變得跟爬蟲類動物完全不同，因此，生物學家把牠們獨立成一類「鳥類Aves」。有許多生物學家相信，恐龍並沒有滅絕，而是以現代鳥類的型態，活躍於地球。

3.      最古老的鳥類化石(始祖鳥Archaeopteryx)有很多爬蟲類的特徵，最明顯的是牙齒與有關節的尾巴，這是現代鳥類沒有的特徵，現代鳥類以喙取代牙齒，只剩一點點祖先尾骨的遺跡(現代鳥類的尾巴只有羽毛  下圖 五色鳥)。

4.      除了翅膀以外，鳥類演化出許多適合他們活躍生活方式的特徵，其中最重要的是演化出內溫性endothermy和恆溫性homeothermy(溫血)－能夠維持高而穩定的新陳代謝速率，這樣，即使穿梭在各種溫度變化的環境中，也能保持旺盛的活動力。

5.      從解剖構造來看，鳥類透過高效新陳代謝保持溫血的原因是，牠們身上有高效率的氣體交換系統(呼吸系統)，和心房、心室完全隔開的心臟。

6.      鳥類有4個心室(2個心房、2個心室)。這代表含氧的血液可以完全跟缺氧的血液分開，在高血壓的推擠下，含氧的血液會流遍全身。

7.      羽毛能夠防止體熱流失，在維持恆溫上扮演重要角色。現代鳥類，除腳、爪以外的其它部位的鱗片都變成羽毛，羽毛構成身體的保護層（下圖 金門斑翡翠）。

8.      其他為了適應飛翔演化出來的特徵有，流線形身體和輕而中空的骨骼，鳥類也也非常敏銳的視覺、聽覺與平衡器官。

9.      鳥類主要的演化革新：1.前肢演化成翅膀。2.羽毛。3.內溫性和恆溫性。4.有效的氣體交換系統。5.四個心室的心臟。6.骨骼演化成適合飛翔。7.流線型身體。

n   翻譯編寫Carol H. McFadden, William T. Keeton《Biology-An Exploration of Life》 、圖片來源：University of Bristol、 Culturewav.es、Arcadiastreet.com、嘉義高工數位學習平台、中國時報、蘋果日報

研究心得：

1.      生物的演化，有二個重要的關鍵點：一、氣候溫度的變化。二、適應生存，捕捉食物。

2.      為什麼鳥類會演化出「流線型」身體？因為牠要飛得更快。為什麼要飛得更快？因為牠的食物移動速度變化更快，所以牠才需要更快的速度去捕捉（下圖 魚鷹）。

3.      地球上所有的生物都在演化，當地球演化出哺乳動物老鼠時，鳥類可以吃到老鼠，但是翼龍吃不到，因為老鼠太小隻，並且行動過於靈活快速，所以翼龍是被自己龜速的捕食能力活活餓死的。

4.      鳥類的骨骼演化成輕而中空的構造，適合飛翔。牠原本就會飛了，為什麼要變中空、變輕？因為牠要飛得遠，為了長途飛行。

5.      鳥類為什麼要飛得遠？這樣牠的覓食區域比較大，交配的範圍比較大；氣候變遷的時候牠可以移動到不同的地區。翼龍一定是飛不遠也飛不快，覓食很困難，氣候一變遷，無法像候鳥一樣改變生活區域，牠只好面臨死亡。

6.      翼龍又重、又飛不快，所以當時代有二種可能：一、當時的氣溫很熱，地球多數地方都沒有有下雪，而且雨水豐富，食物豐富。二、當時的翼龍可能會冬眠，跟青蛙一樣，冬天全身冰凍也沒關係，春天雪融之後之後就恢復了。

7.      鳥類有四個心室的心臟，可分隔含氧血與缺氧血；為什麼鳥類需要演化出能夠提取含氧血液的心臟？ 

8.      當冰河時期來的時候，地球上許多植物死亡，氧氣濃度下降，所以鳥類必須更有效率地輸送含氧血，才能得飛到更遠的地方找食物，因此牠們的心臟必須改變，骨頭也必須改變。而翼龍則因為沒有演化出恰當的心臟而缺氧死亡。

9.      鳥類的祖先接近爬蟲類，適合在充滿水或水蒸氣的地區生活，皮膚跟青蛙一樣可以交換氣體。但是當氣候變得乾燥，鳥類的祖先不能再用皮膚協助交換氣體，必須發展出更精密更有效率的肺，才能在乾燥的空氣中交換到足夠的氧氣。

10.  為什麼鳥類會變成內溫與恆溫性？因為地球本來應該是氣候很熱，植物很多，爬蟲類動物不需要調控自己的體溫就可以生存，但是後來地球變冷，變成四季分明的氣候，鳥類的祖先為了在春夏秋冬四種溫度變化中生存，發展出恆溫系統。

11.  為什麼鳥類的祖先的鱗片演化成羽毛？最主要的目的是保溫，那還是因為氣候變化的關係，也就是地球的氣溫變冷了，使得擁有羽毛可以保溫的鳥類祖先比翼龍更有生存競爭力。

12.  為什麼鳥類的祖先的前肢演化成翅膀？最主要的原因是牠需要遷徙，地球氣溫下降，鳥類原本棲息的地方變得太冷、食物不足，牠們必須遷徙到更溫暖的地方以求生存（下圖由下而上是爬蟲動物演化成鳥類的過程）。

13.  古今中外所有人類社會當中的帝國之所以崩潰滅亡，最主要的原因都是因為氣候劇變，導致乾旱或洪水，食物因此減少；同時也因為氣溫改變，許多人不適應而產生很多疾病，因此死亡。

14.  人類不管科技多發達，腦袋多聰明，沒有辦法改變整個地球大環境的氣溫改變，如果地球目前要進入小冰河時期，二十年內平均每年溫度降低攝氏0.5度，二十年後地球整體平均溫度降低十度，那地球的生態就會有重大的改變，動植物生存環境也會有很大的改變，到時候還會有多少人類存活？

15.  不同溫度會產生不同的傳染病，寒帶地區的傳染病與熱帶地區的傳染病不同，所以天候變化的時候會爆發不同的流行病，並且人們也會因為不適應氣候劇烈變化而抵抗力變差，容易染病死亡。

16.  面對大環境的變化，人類要能夠生存只有一個方法，提高自己適應新環境的能力，也就是德智體群美五育均衡並重、文武雙全，並且終身多元學習，沒有養成這種生活習慣的人，一旦碰到天災或氣候劇烈變化，在身體、心理與智慧各方面都沒有足夠的抵抗力。

17.  一個社會由獨裁統治轉變為自由民主，也像是氣候驟變一樣，沒有五育均衡並重、文武雙全的人，很難適應社會氣氛的變化，身心都會不舒服，導致情緒容易失控，因此更加容易去追求物質享受或情色文化。