企鹅为什么不能飞翔？

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企鹅失去了飞翔的能力是因为它们进化出更高效的潜水能力。

近日科学家终于解开了企鹅为什么不能飞的谜题——它们是非常好的游泳健将——而没有任何鸟类能够同时拥有飞翔和潜水两种技能。企鹅开始在海洋而非太空飞翔，它们进化了高超的翅膀推动的潜水技巧，使得它们能够在海洋深处搜寻食物。
企鹅在进化过程中失去飞翔能力的谜题一直困扰了科学家几十年。然而，最近一项对海鸠的研究——一种潜水和游泳能力类似企鹅但也能飞翔的生物——显示出鸟类翅膀无法做到飞翔潜水两全其美。
科学家发现加拿大北部科茨岛的海鸠在潜水时所花费的能量比大多数鸟类都要少很多。然而它们飞翔所需要的能量却是飞行鸟类所需最高的——大约是休息时花费能量的31倍。
英国阿伯丁大学的约翰·斯皮克曼（John Speakman）说道：“和很多人一样，我也很好奇为什么企鹅会失去飞翔的能力。我很高兴能够成为研究小组的一员，我们已经收集了足够多的数据解释这一谜题。”
“我们发现海鸠潜水和飞行时所需要的能量恰好符合生物力学模型的预测。企鹅不能飞翔的确是个谜，因为它似乎暗示了企鹅存在某些无法适应的生物行为。”
“例如帝王企鹅，能够从它们的群栖地行走到海洋，两者之间距离有时长达60千米——这趟旅途一般要花费数天时间，而如果它们能飞翔那只需要几个小时而已。同时，很多企鹅还是例如豹海豹等生物的猎物，一旦进入海洋它们就面临被捕食的危险。如果企鹅能够飞过捕食者，那么这些问题就能轻而易举的避免。”

这项研究选择海鸠作为研究对象是因为它们类似于企鹅的祖先。这种鸟类既能飞又能游泳，只是飞行所耗费的能量是其它鸟类物种所需的31倍。

“将这项最新的理论应用在企鹅身上，它们飞行能力的丢失可能是因最大化水下翅膀的功能和空中翅膀功能的折衷。随着企鹅不断进化，它们的翅膀越来越适应海洋里的潜水和游泳——这使得它们非常节能。然而，企鹅飞翔所需要的能量则越来越大，直到某个临界点，当企鹅无法维持飞翔所需要的高能量时，它们就失去了飞翔的能力。”
“在捕食时高效能的优势补偿了在陆地时必须到处行走的低效率。我们对海鸠的研究显示这种生物力学理论很可能是正确的。”
海鸠——海雀家族的成员——在北极地区非常常见，它们常常成群繁殖，每只雌性海鸠在狭窄的悬崖笔架上孵一颗蛋。为了捕食，它们会短暂的在浅水处潜游，但它们也能够到达91米深处去捕获喜欢的鱼类和乌贼。
为了搜寻鱼类、乌贼和名为磷虾的小型甲壳纲动物，企鹅往往能够潜至564米的深处。但它们在陆地上异常笨拙——它们会摇摆蹒跚的走过冰面或者干脆靠肚子在冰面上滑行。
斯皮克曼教授说道：“海鸠在潜水和游泳行为上类似于企鹅，但差异点在于前者仍能飞翔。从很多方面讲，海鸠相当于企鹅尚未失去飞行能力的古代祖先。”古生物学家已经证明了企鹅曾经能够飞翔，他们发现企鹅的骨骼密度在过去的3600万年间在不断地增加。这意味着现在的企鹅比祖先要更重。企鹅的骨头应该是中空的。鸟类能飞翔的部分原因在于它们拥有中空的骨头，中空的骨头比密集的骨头要更轻，使得鸟类更容易飞翔。
企鹅在追随食物从空中转到海洋里的过程中，逐渐的进化出更密集的骨头。加拿大温尼伯马尼托巴湖大学的动物学家凯尔·艾略特（Kyle Elliott）说道：“很明显，野生动物形成具有限制性的功能，在一个媒介方式上的移动产生了在第二种媒介方式移动上的折衷。基本底线是优秀的游泳健将一般飞行能力都不是特别好。”这项研究被发表在期刊《美国国家科学院院刊》上。