企鹅：从天空到海洋的游泳健将，但曾经它们也会飞翔

企鹅是一种生活在南极的游泳海鸟，它们的翅膀已经适应了水中生活，变成了鱼鳍的形状，而不再是长而轻的飞翔羽毛。它们的身体和翅膀严重不成比例，翅膀在陆地上就像一对短小的胳膊垂在身体两旁，根本带动不起沉重的身体，只有在水中才有用武之地。这个进化过程的谜题一直困扰着科学家，然而，最近一项对海鸠的研究揭示了鸟类翅膀无法做到飞翔和潜水两全其美的原因。

科学家发现，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。这表明，企鹅不能飞翔是因为它们似乎存在某些无法适应的生物行为。例如，帝王企鹅需要从它们的群栖地行走到海洋，距离有时长达60千米，这趟旅途一般要花费数天时间，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。

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。

海鸠作为海雀家族的成员，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。

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《科学院院刊》上。通过研究海鸠和企鹅的生物力学特性，科学家们可以更好地理解这些生物在进化过程中所面临的挑战和适应环境的能力。这也提醒我们，即使在面对看似矛盾的选择时，自然界仍然可以通过适应和演化来找到最佳的解决方案。