方舟子的Blog

鸟类的特征是有翅膀、羽毛，羽毛的作用主要是帮助飞翔。鸟类从恐龙进化而来，现在发现有的恐龙身上长了羽毛，这是鸟类从恐龙进化来的一个重要证据。这些长羽毛的恐龙虽然有翅膀，但翅膀比较小，飞不起来。那么恐龙身上的羽毛是干什么用的呢？

羽毛除了帮助飞翔，还有别的用途，可以保暖、孵蛋，飞跑的时候帮助稳定身体，以及用来滑翔等等。以前已经有人提出了恐龙羽毛可能有这些方面的作用。最近有韩国科学家提出，恐龙的羽毛可能是用于吓唬猎物的。这是从现在某些鸟类的行为获得的启发。比如加州走鹃，有翅膀，也有羽毛，但它的翅膀比较小，飞行能力比较差，但跑得非常快。它会吓唬动物，跑到草丛里张开翅膀扑扇，昆虫、蜥蜴就会被吓得跑出来。而加州走鹃跑得非常快，冲过去就把昆虫、蜥蜴抓住了。

韩国科学家因此想到恐龙的羽毛也可能起到类似的作用：吓唬猎物，再去捕捉。他们制造了一个有翅膀的机器恐龙，拿蚂蚱来做实验。如果机器恐龙的翅膀上面没有羽毛，扑打翅膀也会有些蚂蚱被吓得跑掉，但只有35％的蚂蚱会被吓跑。如果机器恐龙的翅膀装上羽毛再扑打，就会有90％的蚂蚱被吓得跑掉。实验结果表明，恐龙的羽毛起到的是吓唬猎物然后捕捉的作用。恐龙的羽毛可能有多种作用，不一定只限于一种功能。

上面讲到恐龙身上长羽毛有什么作用，解决的是进化生物学上为什么（Why）的问题：为什么恐龙会进化出羽毛。没有解决怎么（How）的问题：恐龙身上的羽毛是怎么长出来的。

恐龙在有羽毛之前的皮肤应该跟现在的蜥蜴一样，是皱巴巴的鳞状皮肤。鸟类是恐龙的后代，鸟类身上也有地方没长羽毛，没有羽毛的地方，皮肤也跟蜥蜴一样是鳞状皮肤。比如鸡爪上的皮肤就是皱巴巴的鳞状皮肤。那么我们可以设想，恐龙在长出羽毛之前，它的皮肤也跟鸡爪上面的皮肤一样。日内瓦大学的研究人员因此想到研究鸡爪的皮肤，看能不能让它长出羽毛。

他们往发育了11天的鸡胚（孵化11天后的受精鸡蛋，对着灯光可以看到里面的胚胎）里注射一种物质，激活胚胎里的索尼克刺猬基因。为什么会叫这么奇怪好玩的名字呢？这个基因最早是在果蝇身上发现的。果蝇胚胎里的这个基因发生突变，孵化出来的果蝇身上会长出刚毛，就像变成了刺猬，所以就把它叫做“刺猬基因”。果蝇是无脊椎动物，脊椎动物身上有没有类似的基因呢？有的，后来也发现了，可以把它命名为“某某刺猬基因”。当时有一款很流行的电子游戏叫“索尼克刺猬”，主角是外星球索尼克上的一种蓝色刺猬（后来根据这款电子游戏拍了电影），所以研究人员就把脊椎动物的这种刺猬基因叫做“索尼克刺猬基因”。

索尼克刺猬基因生产的是一种信号蛋白，在胚胎发育过程中起到很重要的作用。在鸡胚长到11天时激活它的索尼克刺猬基因，孵化出来的小鸡鸡爪上长出了羽毛。小鸡长大之后羽毛还在，而且跟其他部位的羽毛一样，脱落了还会长出新的羽毛。我们可以据此推测，恐龙在从鳞状皮肤进化出羽毛的过程中，胚胎上的索尼克刺猬基因在某一点被激活了，羽毛就一下子长出来了。所以恐龙要长出羽毛是很简单的一件事，不需要对整个基因组做多大的改变，只要有一个基因的表达发生了改变就可以。并不像反进化论者想的那么难，也不需要很长的时间慢慢地调整。

2024.02.07录制

2024.09.23整理