编辑推荐：
鸟类飞行奥秘一直是科学家们探索的焦点，为了解鸟类次级飞羽羽片尺寸与尺骨及分类目的关系，研究人员对 209 种鸟类展开研究。结果发现，羽片宽度与尺骨大小、次级飞羽数量有关，长度也受目别影响。该研究有助于理解鸟类飞行机制。
在神奇的鸟类世界里，飞行是它们独特的技能。鸟类能够翱翔天际，得益于其特殊的翅膀结构，而翅膀上的羽毛在飞行中起着关键作用。然而，目前对于羽毛的研究还存在诸多不足。一方面，虽然已知鸟类飞羽数量与前肢骨骼大小有关，但羽毛羽片的相关研究却较为匮乏。例如，对于羽毛羽片的宽度和长度与尺骨长度之间的关系，以及不同鸟类目别在其中的差异，我们知之甚少。另一方面，过去对羽毛的研究多集中在单个羽枝的机械特性上，对于羽毛如何相互作用形成飞行表面，还缺乏深入探索。为了填补这些知识空白，研究人员开展了一项关于鸟类次级飞羽羽片尺寸的研究。
此次研究未提及具体研究机构，研究人员以 209 种来自 24 个不同目的鸟类为研究对象。他们从在线图像库收集数据，测量了第五根次级飞羽（S5）的羽片长度和羽片长度 50% 处的宽度，并结合尺骨长度和次级飞羽数量数据进行分析。研究运用了系统发育控制的广义线性建模等技术，通过对数据进行 log10转换，构建系统发育树，以控制系统发育关系对结果的影响。
研究结果表明：
- 羽片宽度与尺骨长度的关系：所有物种综合分析时，羽片宽度与尺骨长度呈显著正相关，但系统发育控制的斜率为 0.757，显著低于等速生长的斜率 1.0。不同目别的鸟类，两者关系存在差异。像雀形目（Passeriformes）和鹦鹉目（Psittaciformes），羽片宽度与尺骨长度关系近似等速生长；而雁形目（Anseriformes）和鸻形目（Charadriiformes）等目别则表现出显著的负异速生长关系。
- 羽片长度与尺骨长度的关系：羽片长度与尺骨长度也显著相关，且呈显著负异速生长。除隼形目（Falconiformes）外，各目鸟类的羽片长度与尺骨长度大多呈正相关关系。不过，超过半数的目别与等速生长关系无显著差异，而隼形目表现出显著的负异速生长。
- 羽片长度与羽片宽度的关系：羽片长度与羽片宽度呈显著正相关，整体斜率 0.948 与等速生长斜率 1.0 无显著差异。但不同目别之间存在差异，除隼形目和鸮形目（Strigiformes）外，其他目别大多呈正相关关系，其中鹈形目（Pelecaniformes）和鸡形目（Galliformes）表现出显著的负异速生长。
- 羽片长宽比与尺骨长度的关系：羽片长宽比与尺骨长度总体无显著关系，但在目别内部存在差异。雀形目表现出显著的负相关，而鹈形目和鸮形目则呈显著正相关。
研究结论和讨论部分指出，该研究支持了 S5 羽片宽度受尺骨大小和次级飞羽数量影响的假设。不同目别的鸟类在维持翅膀近端的空气动力学表面上有两种方式：许多非雀形目鸟类（除鹦鹉外）羽片宽度与尺骨长度呈负异速生长，通过增加次级飞羽数量来维持飞行表面；而雀形目、鹦鹉目等目别，次级飞羽数量变化不大，羽片宽度与尺骨长度呈等速生长，飞羽相对较长。然而，目前还不清楚这些差异对羽毛机械性能的影响，也不确定羽片长度和宽度哪个对羽毛形状更重要。此外，对于羽毛相互作用的研究还很有限，如不同物种羽毛的重叠程度及其对翅膀生物力学的影响尚未得到深入探索。
这项研究发表在《Avian Research》上，它为我们理解鸟类如何构建功能性飞行表面提供了新的视角，但也揭示了我们在羽毛和翅膀飞行功能方面的知识缺口。未来，进一步对比研究更多物种次级（和初级）飞羽羽片的机械特性，将有助于我们更深入地了解鸟类飞行的奥秘，明白鸟类如何在飞行中维持空气动力学表面，以及这些特性在不同物种间的差异。这不仅能丰富我们对鸟类飞行机制的认识，还可能为仿生学等领域提供灵感和参考。
