与生活在陆地和海洋上的动物相比，飞翔在天空中的鸟类有哪些独特之处？ 第一个答案可能是羽毛。

对于鸟类来说，轻盈细腻的羽毛是非常重要的结构。 羽毛除了帮助鸟类飞向天空之外，还具有更复杂的功能：一方面，细小的羽毛可以在体表形成隔热层，维持体温；另一方面，细小的羽毛可以在体表形成隔热层，保持体温。 另一方面，鸟类羽毛色彩斑斓的特性也使其成为鸟类繁殖行为、种内和种间视觉交流的重要信息传递媒介。

对于鸟类来说，羽毛的磨损总是会发生。 因此，它们需要独特的策略来更换这些磨损的旧羽毛。

鸟类蜕皮的两种模式

一系列研究发现鸟类的换百思特网羽行为大致可分为两种模式，即顺序换羽模式和非顺序换羽模式。

顺序换羽方式，是指羽毛特别是飞羽按照一定的顺序在两翅上对称、缓慢地更换。 采用顺序换羽方式的鸟类，其羽毛的更换是有序的。 尽管每年在不同时间脱落一根或多根羽毛，但这些鸟的整体飞行能力几乎不受影响。

非顺序性包括同时换羽模式和随百思特网机换羽模式。 前者是指鸟类会在一年中的某个时期统一改变与飞行相关的羽毛。 这种行为的问题是，在此期间，鸟类失去了飞行能力。

具有随机换羽模式的鸟类，它们的换羽行为非常随机，缺乏统一的顺序或统一的换羽时间，因此这种换羽模式发生在没有飞行能力的鸟类身上，例如加拉帕戈斯弱翅鸬鹚。

古代鸟类如何改变羽毛

那么，鸟类的这种换毛行为是如何进化的呢？ 第一批鸟是如何改变羽毛的？

中国科学院古脊柱研究所徐星研究员团队与以色列海法大学生物学家合作，在著名学术期刊《当代生物学》上发表研究论文。 本研究基于302条现生鸟类换羽行为信息组成的数据集，采用祖先状态特征分析方法对鸟类换羽演化进行宏观进化分析。

祖先状态特征分析方法是近年来新的宏观演化分析方法。 形象地说，这种方法就像在家谱的框架下还原了家庭每一代人的迁徙轨迹和生活。 有了这些信息，就可以计算出目标特征在进化过程中的变化，估计这些特征在该类生物的祖先中可能出现的状态，甚至可以计算出特征的变化率、变化模式等。

鸟类的换羽行为非常适合分析祖先状态特征。 在进行分析时，首先要解决的问题是“最早的鸟类是顺序换羽还是非顺序换羽”。

这项研究的结果发现，包括现存鸟类和已灭绝的反鸟类等群体中的所有鸟类，它们的祖先都是以顺序换毛的方式进行换毛的。 也就是说，至少在7000万年前，换羽行为就伴随着最早的鸟类。 当今鸟类中几个非连续换羽的独立进化枝可能是后来独立进化出来的。

同时，研究还发现鸟类的蜕皮模式与鸟类的栖息地选择有关。 顺序换羽模式的鸟类可以全年保持稳定的飞行能力，因此在换羽期间不需要寻找特殊的栖息地进行自我保护。 具有非顺序换羽模式的鸟类往往由于在每年重要的换羽期失去飞行能力而需要生活在特殊的栖息地。 这些特殊的栖息地可以在一定程度上减轻一些鸟类因换羽而面临的危险，例如更难获得食物和更容易被捕食者捕食。

会飞的非鸟类恐龙也会换毛

大量化石表明，大多数非鸟类恐龙（鸟类的近亲）都长有羽毛。 这些本来可以飞翔的非鸟类恐龙的蜕皮行为是什么样的？

带着这个问题，中国和以色列科学家对中国科学院古脊椎动物与古人类研究所采集的大量有羽毛恐龙化石进行了详细观察。 在著名的四翼恐龙小盗龙的化石标本中，他们观察到了明显的顺序蜕皮现象，这是首次在非鸟类恐龙中发现这种行为。

因为小盗龙的生存年龄约为1.2亿年前。 因此，这一发现将顺序蜕皮行为的最早可能时机向前推进了一大步，并且范围进一步扩大到包括非鸟类恐龙。 保守地说，至少在1.2亿年前的早白垩世，鸟类或者一些非鸟类恐龙就已经有了顺序羽毛换羽的行为。

在百思特网小盗龙身上发现了连续蜕皮行为的证据，证实它们可能具有相当强的全年保持稳定飞行的能力。 同时，顺序的换羽行为也表明，小盗龙生活的环境可能缺乏为它们提供换羽期间保护的必要条件——可能是小盗龙生活的环境中，食物资源不够丰富，或者是它们在换毛期间缺乏保护。常年面临着较大的捕食压力。 这与小盗龙生活的热河生物群的生态环境非常吻合。