科学理解初中教材中鸟类的主要特征

龚德文 丁曼青 周长发

（南京师范大学生命科学学院 江苏南京 210023）

人教版初中八年级《生物学》（上册）教材明确指出：“鸟的主要特征为体表覆羽；前肢变成翼；有喙无齿；有气囊辅助肺呼吸。”然而，由于鸟类的多样性，一些现存鸟类的上述特征并不典型。同时，由于演化的渐进性，一些化石爬行动物可能也具有其中的某些特征，即具有上述个别特征的动物并不一定就是鸟类。另外，上述特征几乎只是鸟类适应于飞行的特征，没有包含鸟类的进化性特征。从演化历史来看，鸟类是在大型爬行动物灭绝后才逐渐繁盛起来的，所以，在总结鸟类的主要特征时，可以包含它们所具有的进化突破性特征，这也符合现代动物分类学使用衍征而非祖征的要求。因而，深入、客观、全方位地考察与理解鸟类的主要特征，不仅可让教师在教授鸟类相关知识时少犯科学性错误，弥补严密性不足的常见缺陷，还可促进教师深入思考鸟类与爬行动物的区别与界线，充分认识鸟类的进化辐射与多样性。

1 教材中描写的鸟类主要特征

人教版初中八年级《生物学》教材中列出了4项鸟类的主要特征：体表覆羽；前肢变成翼；有喙无齿；有气囊辅助肺呼吸。如果全面考察所有鸟类以及与之相关动物，其实这四项特征都不是十分严格科学。

“体表覆羽”：现代鸟类都具有羽毛，但在演化的早期，一些爬行动物（如中华鸟龙）的体表就具有装饰性皮肤衍生物，它们在外观上可能很像羽毛。另外，鸟类的毛状纤羽（它们可能覆盖在雏鸟全身）与哺乳动物的毛发实际差别不大。因而可以认为，“体表覆羽”是现代鸟类的一个鉴别特征，但并不是其独有的特征。

“前肢变成翼”：具翼的动物不仅只有鸟类，如哺乳纲动物中的蝙蝠前肢特化、指骨延长，且着生有薄而韧的翼膜，具飞行能力；另外，古爬行动物翼龙类同样具有特化的前肢。同时，也有部分现生鸟类的前肢特化成了非典型“翼”的形状与结构。如企鹅类的前肢变为鳍状而非翼状。再者，一些化石鸟类（如始祖鸟）与部分现生鸟类的翅端具爪，故这种类型的翼与爬行动物的爪实际差别不大。另外，几维鸟（无翼鸟属）的前肢极其退化，几乎不呈翼状。因此“前肢变成翼”在一定程度上也可认为非鸟类所独有，且鸟类的前翅并非全部为“翼状”。

“有喙无齿”：鸟类确实是有喙无齿的，但爬行动物中的龟鳖类以及哺乳动物中的鸭嘴兽也是这样。故如果仅考察这一特征，其也并不是鸟类所独有。

“有气囊辅助肺呼吸”：从平胸总目的鸵鸟、几维鸟，到企鹅总目的企鹅一直到突胸总目的常见鸟类，它们都具有气囊。然而有研究表明，在部分兽脚类恐龙中也发现了类似气囊的结构。因而可以认为，本项特征也不为鸟类所独有。且本特征位于身体内部，中学生可能在平时或实验中并不能实际看到。

由上可知，至少部分古代爬行动物也具有上述4项特征中的部分或全部特征。同时，部分鸟类所拥有的上述特征也不典型。

2 从进化角度理解鸟类特征

鸟类是在大型爬行动物灭绝之后逐渐走向天空并繁盛起来的。从进化的角度看，它们具有一系列比爬行动物更进步的特征以及适应于飞行的特征。因而，总结鸟类的主要特征时不能离开进化背景。

从进化的角度看，鸟类是能够飞行的脊椎动物，具备一系列适应于飞行的器官与机能，它们的身体构造与机能也比爬行动物更加完善：如高而恒定的体温，增强了代谢水平；前肢特化为翼、体被羽毛、骨骼愈合等，为它们提供了飞行的结构基础；完全的双循环系统、肺有气囊以及双重呼吸、眼的双重调节机制等为适应空中生活提供了机能和感官上的保证；飞行肌发达、后肢肌肉独特，为飞行和到天空生活提供了动力基础；皮肤干燥、无皮肤腺、只有右体动脉弓、雌性只有左侧生殖系统、没有牙齿、大肠短、无膀胱、骨骼中空、雄性无交配器等，减轻了体重，有利于飞行；感官发达、消化道有嗉囊、腺胃和肌胃的分化、排泄尿酸，可有利于快速起飞、保持水分、贮存食物等，为飞行提供了食物和能量的保证；复杂的交配、育雏、筑巢、迁移等行为以及开放式骨盆，可生产较大的蛋以提高繁衍的成功率等。

从进化的角度看，归纳鸟类的主要特征时需要注意以下几点：①应说明它们所属的动物门类（高等脊椎动物），以突出它们具有“脊椎”这一重要特征。②至少部分包含它们优于爬行动物的特征：如恒温、血液为完全的双循环模式、心脏分为完全的四室等。③它们适于飞行的特征：具翼和羽毛、开放式骨盆等。④它们特有的一些特征：如肺有气囊以及双重呼吸、眼的双重调节机制、只具右体动脉弓等。⑤有些不为所有鸟类具有的特征应尽可能不用，如骨骼中空（企鹅并不具备）、尾综骨、龙骨突、飞行能力（鸵鸟不具备）。⑥一些可能是其早期祖先所有的特征（如有喙无齿、羊膜卵等）也应不用。

3 严密科学的鸟类特征总结

基于以上认识，鸟类的主要特征可归纳如下：体表覆羽、具有前肢演变而来的翼或类似结构、恒温和完全的两心房两心室、开放式骨盆（耻骨向后）、肺有气囊的高等脊椎动物。

考虑到初中生的认知与接受水平，在给他们讲解时可尽可能使用外部易见特征而舍弃一些内部构造。故可将现行中学教材上鸟类的主要特征修正如下：体表被羽、具有前肢演变而来的翼或类似结构、恒温、心脏分为完全的四室、肺有气囊的高等脊椎动物。

4 结论

由于生物进化的过渡性、渐进性与连续性，不同的动物门类之间一般会有很多中间过渡类型，它们之间的间断有时很不明显。故对具体动物门类的总结需要十分小心严谨。以鸟类为例，由于其丰富的多样性以及与祖先爬行动物之间存在细微级进的过渡性，其主要特征和独有特征并不十分突出。然而，根据其独特的飞行生活以及脱胎于爬行过程的进化过程，其进步性特征如全身被羽、具翼、恒温、心脏分为完全的四室、肺有气囊以及属于高等脊椎动物的属性应该包括在内。

另外，如果在归纳与教授鸟类的主要特征以及编写相关教材时，教师能够突出其进步性特征、与飞行生活相适应的特征，也可让学生充分认识到形态与功能的一致性、进化的逐步性以及进化突破所带来的巨大作用与效应，并在此过程中，提高他们的生物学学科核心素养。