火喉蜂鸟(Panterpe insignis)
Joseph F. Pescatore
羽毛的生长
羽毛是最终结构，损坏后不能修复自己。一个健康而且功能完备的外衣对鸟类的生存是至关重要的，所以每年鸟类都会脱去它们的旧羽毛，然后长出一整套新羽毛。这种换羽过程是精心安排的，羽毛会在几周内脱落和再生，这样鸟儿才能保持其具有保护功能的外衣和飞行能力。一旦新的一套羽毛长成，换羽就宣告完成，一直到下一个换羽周期之前，或羽毛意外损坏。
生长过程
仔细观察羽毛的生长过程就会发现这些复杂的结构是如何形成的。
1. 每一根新羽毛都是从一小部分叫做乳突的皮肤生长出来的。
2. 随着羽毛的成熟，它们的尖端逐渐离开乳突，乳突是羽毛的最新部分。羽毛就像人类的头发一样，越靠近根部越年轻。
3. 羽毛的结构随着蛋白质沉积在皮肤隆起的表面而发展。在这里，分枝形状形成较小的分支融合在基部，然后形成使较厚的羽枝，羽枝再融合成羽轴。
4. 随着羽毛的生长，它围绕乳突呈管状卷曲，直到离开生长区域。
5. 保护性护套保持羽毛的圆柱形直到在尖端附近开始分裂，从而使羽毛的成熟部分展开。
6. 鞘体脱落，生长过程完成。
一旦羽毛展开，它的交互联锁结构就完全形成了。一年四季，鸟通过定期照料或修整来保持其成熟羽毛的完整。每当羽枝受到干扰时，鸟儿就用它的喙小心地引导它们回到原位。在接下来的换羽季节，许多鸟的羽毛已经经历过足够的磨损，以至于打扮不再能维持它们的结构。幸运的是，在换羽过后，鸟生长出了全新的一套羽毛。
初级飞羽受损的鹗
Laurie-B
羽毛的进化
飞行羽毛具有复杂的微观结构，是自然工程的令人印象深刻的实例。但是它们是如何进化的呢？从化石记录中我们知道鸟类是由恐龙进化而来的，其中有些恐龙有羽毛。但是那些原始的初级羽毛与飞行无关，它们可能用来帮助恐龙炫耀。
科学家们最近提出了一个假说来解释飞行羽毛是如何进化的。它们可能起源于简单的羽簇，然后逐渐发展成能够支持飞行的交互结构，其复杂程度不断增加。
进化阶段：
1. 最早的羽毛是一个简单的空心管。
2. 简单的管子演化成一簇刺状羽毛。
3. (a) 刺状羽毛的底部融合在一起形成一个中心轴和(b)从刺状羽毛分支出来羽枝，正如我们在现代羽毛中所看到的。
4. 小羽钩演变成钩状，以形成扁平的叶片，一如目前的轮廓羽毛。
5. 羽毛结构随着现代飞行羽毛的空气动力学特性而呈现不对称性。
最近在中国和加拿大发现的化石证据已经证实，鸟类的祖先确实在进化过程中经历了这一羽毛形成的每一个步骤。令人惊讶的是，许多兽脚类恐龙都有简单的第一阶段羽毛覆盖他们的身体，甚至霸王龙(Tyrannosaurus rex)的近亲也长有这种“恐龙绒毛”。这些早期的羽毛可能用于保温，或者利用丰富的颜色帮助恐龙炫耀或保持伪装。还有更有趣的证据表明，似鸟龙(Ornithomimus edmontonicus)具有处于第三和第四阶段更复杂的羽毛，这些羽毛来自于埃德蒙顿鸟类这样的发现。这些又大又笨的生物成年后，会展现出沿着翼状结构排列的炫耀羽毛，但在幼年标本中没有发现翅膀羽毛的痕迹。这表明，即使恐龙开始进化出翅膀，其翅膀上的羽毛也可能只是用于求爱或领地展示，而不是飞行。
白垩纪的华丽羽王龙和其他较小的恐龙
Brian Choo
虽然人们可能需要时间来适应这种毛绒绒的，甚至是长有精细羽毛的食肉恐龙，但是这个科学突破提醒我们，从多种角度提出问题有助于产生新的可验证性假设和科学知识。正是基于这个原因，科学家越来越普遍地进行跨学科研究。事实上，进化–发展生物学 (“evo-devo”)的活跃领域就是着重于通过观察一个结构的生长和发展过程来发现它们的进化历史。
本文摘译自eBird网站<鸟类学院>
原作者: Mya Thompson
