Một con chim cánh cụt, chúng là loài điển hình cho chim không bay
Chim không bay là những con chim thông qua quá trình tiến hóa đã mất khả năng bay. Có hơn 60 loài chim như vậy còn tồn tại bao gồm các loài trong phân họ Palaeognathae nổi tiếng (đà điểu, emu, cassowary, rhea, kiwi) và chim cánh cụt. Con chim không bay nhỏ nhất có chiều dài 12,5 cm, nặng 34,7 g. Con chim không bay cao nhất, nặng nhất và to nhất, cũng là con chim sống lớn nhất là đà điểu (2,7 m, 156 kg). Nhiều loài gia cầm thuần chủng, như gà và vịt nhà, đã mất khả năng bay trong thời gian dài, mặc dù các loài tổ tiên của chúng, loài gà rừng đỏ và vịt trời có khả năng bay đường xa.
Nguồn gốc
Chim không bay đã tiến hóa trong nhiều loài chim khác nhau một cách độc lập. Cũng có những họ khác của những con chim không bay, chẳng hạn như loài Phorusrhacidae đã tuyệt chủng, đã phát triển thành các loài ăn thịt mạnh mẽ trên cạn. Những con chim này đều có hình dáng giống nhau như là chân dài, cổ dài và cái đầu lớn nhưng không ai trong số chúng có quan hệ gần gũi. Hơn nữa, chúng cũng có những đặc điểm là những con chim khổng lồ, không có chim có cánh, chân dài, và cổ dài, mặc dù chúng không liên quan.
Sự phân kỳ và tổn thất của các loài bay lượn trong phạm vi ranh giới không đều đã xảy ra sau khi sự kiện tuyệt chủng K-Pg đã quét sạch tất cả các loài khủng long không phải là chim và động vật có xương sống lớn 66 triệu năm trước. Việc di tản ngay lập tức sau sự tuyệt chủng hàng loạt đã tạo cơ hội cho Palaeognathe phân bố và chiếm các môi trường mới lạ. Các ảnh hưởng sinh thái mới đã gây áp lực một cách có chọn lọc các phân loại sinh học khác nhau để tiến hóa hội tụ vào các chế độ không có sự sống bằng cách thay đổi chúng về mặt hình thái và hành vi.
Các khu rừng nhiệt đới ẩm ướt đã khô ráo khắp trái đất ở thế Miocen và biến thành sa mạc khô hạn và bán khô cằn khiến môi trường sống bị lây lan rộng rãi trên khắp các vùng đất khác nhau, ngày càng gia tăng và nhiều loài không cần bay có thể dễ dàng tiếp cận thức ăn bằng cách đi bộ. Những dấu vết của những sự kiện này được phản ánh trong việc phân bố ranh giới trên các đồng cỏ khô cằn và bán sa mạc ngày nay. Chủ nghĩa cực đoan và tình trạng không bay được hầu như chỉ có mối tương quan. Điều này phần lớn được quan sát thấy ở những hòn đảo thiếu động vật ăn thịt và sự cạnh tranh.
Tuy nhiên, các loài không bay chiếm cứ các môi trường chủ yếu là chiếm một lượng lớn các động vật có vú. Người ta cho rằng chúng lần đầu tiên có nguồn gốc từ sự phân bố do sự tan vỡ của siêu lục địa Gondwana. Tuy nhiên, những bằng chứng gần đây cho thấy giả thuyết này đầu tiên được đề xuất bởi Joel Cracraft vào năm 1974 là không chính xác. Hệ động vật New Zealand có nhiều loài chim không bay (bao gồm kiwi, một số loài chim cánh cụt và takahe) so với bất kỳ nước nào khác. Một lý do là cho đến khi con người đến gần một ngàn năm trước đây, không có kẻ săn bắt trên mặt đất to lớn ở New Zealand. Các loài ăn thịt chính của các loài chim không bay là những con chim lớn hơn.
Hình thái
Hai sự khác biệt chủ yếu giữa chim biết bay và không biết bay là xương cánh nhỏ hơn của loài chim không bay thiếu (hoặc giảm đáng kể) trên xương ức của chúng đây là neo cơ cần thiết cho việc vỗ và đập cánh. Thích ứng với lối sống bậc thầy có thể gây ra hai thay đổi hình thái nghịch đảo trong hệ cơ xương-bộ máy ngực dùng để lấy đà để bay được giảm đi một cách đồng thời, trong khi tiến hóa cơ thể dẫn tới sự mở rộng của đai chày để chạy. Việc lựa chọn lặp đi lặp lại các đặc tính thái quá trên các loài cho thấy các cơ chế này bao gồm việc sử dụng năng lượng hiệu quả hơn ở tuổi trưởng thành.
Tên gọi "ratite" dùng để chỉ xương ức phẳng của chúng khác với xương ức điển hình của chim bay vì nó thiếu xương cá. Một nghiên cứu về bảo tồn năng lượng và sự tiến hóa của sự không bay đã đặt ra giả thuyết cho cạnh tranh nội sinh được lựa chọn để giảm chi phí năng lượng cá thể, đạt được bằng việc mất khả năng bay. Bằng cách giảm các cơ ngực lớn đòi hỏi một lượng năng lượng trao đổi tổng thể đáng kể, nhiều con chim giảm tỷ lệ trao đổi chất cơ bản và tiết kiệm năng lượng. Có một sự tương quan đáng kể giữa tỷ lệ thấp cơ sở và khối lượng cơ ngực trong kiwi.
Ngược lại, chim cánh cụt không bay cho ra một tỷ lệ cơ bản trung bình. Điều này có thể xảy ra bởi vì chim cánh cụt có cơ ngực phát triển tốt để săn bắt và lặn trong nước. Đối với chim ăn thịt, lối sống tiết kiệm hơn và cho phép dễ dàng tiếp cận các yêu cầu về chế độ ăn uống, chim bay có cánh và lông khác nhau các cấu trúc làm bay dễ dàng hơn, trong khi các cấu trúc cánh của chim không bay thích nghi với môi trường và các hoạt động của chúng, như lặn dưới biển và khi đó cánh chúng phải khép đi để cơ thể như một trái ngư lôi lao nhanh trong nước.
Tham khảo
Smith, J.V., Braun, E.L. and Kimball, R.T. (2012). "Ratite non-monophyly: Independent evidence from 40 novel loci". Systematic Biology: sys067.
Phillips, M. J., G. C. Gibb, E. A. Crimp and D. Penny (2010). "Tinamous and moa flock together: mitochondrial genome sequence analysis reveals independent losses of flight among ratites." Systematic biology 59: 90-107.
Mitchell, K., Llamas B., Soubrier J., Rawlence N., Worthy T., Wood J., Lee M., Cooper A. (2014). Ancient DNA Reveals Elephant Birds and Kiwi are Sister Taxa and Clarifies Ratite Bird Evolution. Science Magazine [Internet]. [ngày 24 tháng 4 năm 2014, cited 2014 Oct. 28
Harshman, J., E. L. Braun, M. J. Braun, C. J. Huddleston, R. C. Bowie, J. L. Chojnowski, S. J. Hackett, K.-L. Han, R. T. Kimball and B. D. Marks (2008). "Phylogenomic evidence for multiple losses of flight in ratite birds." Proceedings of the National Academy of Sciences 105: 13462-7.
Smith, J. V., E. L. Braun and R. T. Kimball (2012). "Ratite non-monophyly: Independent evidence from 40 novel loci." Systematic biology: sys067.
Baker, A. J., O. Haddrath, J. D. McPherson and A. Cloutier (2014). "Genomic support for a moa-tinamou clade and adaptive morphological convergence in flightless ratites." Molecular biology and evolution: msu153.
