企鹅是如何成为“南极之王”的？

参考消息网8月4日报道据美国《纽约时报》网站和路透社近日报道，很难想象企鹅生活在其他地方。但古老企鹅的化石却在赤道附近出现，而且很多这些史前海鸟早于南极洲冰原的形成。
报道说，很少有动物能像企鹅一样进化到能在残酷的南极生存。像帝企鹅这样的物种有层层相叠的隔热羽毛、排列得很紧密的血管来保持体温，以及足以抵御接近零下80华氏度（约为零下62摄氏度）风寒的腹部。
有了所有这些能适应寒冷天气的能力，很难想象企鹅生活在其他地方。但古老企鹅的化石却在赤道附近出现，而且很多这些史前海鸟早于南极洲冰原的形成。美国布鲁斯博物馆的古生物学家丹尼尔·克塞普卡说：“它们经历了地球历史上最热的时期，当时赤道的温度比现在高5华氏度。它们基本上是在无冰环境中进化的。”
【企鹅是如何成为“南极之王”的？】为了确定企鹅是如何从温暖的热带水域过渡到极地海洋的，克塞普卡和他的同事们最近分析了所有现存企鹅的基因组。然而，现代企鹅的基因告诉研究人员的只有这么多。大多数现代谱系只能追溯至几百万年前，无法说明企鹅6000万年漫长进化历程中的大部分历程。
化石记录
克塞普卡说，超过四分之三的企鹅物种“现在已经灭绝” 。他还说：“你必须研究化石记录，否则你只能看到事情的一部分。”
为了补充现代数据，研究人员研究了形形色色的古代海鸟化石。一些史前企鹅穿梭于秘鲁附近的热带水域，用矛状的喙来叉鱼。其他企鹅的腿很长，最大的可能有7英尺（约为2.1米）高。有些甚至长着一片片锈红色的羽毛。
通过比较现代企鹅和企鹅化石的基因组，研究小组得以重建企鹅的进化过程。在周二发表在《自然·通讯》上的研究结果中，研究人员找到了帮助企鹅从温暖水域过渡到极地的基因。这些基因中的一些帮助企鹅增加脂肪，而另一些则将它们萎缩的翅膀塑造成流线型的鳍状肢。有些基因甚至增强了企鹅的免疫系统，或帮助它们在深海潜水时忍受低氧。
在秘鲁利马的自然历史博物馆，古生物学家鲁道夫·萨拉斯研究了一只生活在3600万年前的巨型企鹅化石的头盖骨，这只企鹅大约5英尺高、130磅（约为59千克）重。
研究人员还发现了一些基因，这些基因有助于微调企鹅的眼睛，在冰冷的深处能看得见。大多数鸟类拥有四种类型视锥细胞，而企鹅的其中一种视锥细胞是不活跃的，这阻碍了它们看到绿色和红色的能力。相反，它们的眼睛已经适应海洋的蓝色。
一些缺失的基因令研究人员备感困惑。虽然现代企鹅吃磷虾，但这个研究小组发现，有证据表明，它们的祖先缺乏有助于分解甲壳动物外壳的基因。这可能是古代企鹅捕食较大猎物的证据，比如鱼和乌贼。企鹅的口感受限制，味觉也有限。它们的味觉受体只能感受咸味和酸味，克塞普卡说：“如果你吃的是鱼，那就相当不错了。这可能就是它们喜欢沙丁鱼的原因。”
变化缓慢
当这些变化发生在古代企鹅身上时，它们就陷入困境了。基因分析显示，企鹅的进化速度通常是所有鸟类中最慢的。因为它们看起来如此奇特，如此缓慢的变化速度似乎令人惊讶。但这它揭示了企鹅丰满而流线型的身体构造是多么成功——数百万年来，它的变化只是缓慢的过程。但在南极寒冷的冬季繁殖的帝企鹅是所有企鹅中进化速度最快的，这令研究人员推断，更低的温度以某种方式加快了企鹅的进化。