为什么大多数飞行生物的翅膀都是前肢而不是后肢？

我总觉得纳闷，为什么天上飞的这些家伙，无论是鸟、蝙蝠还是以前那些长翅膀的爬行动物，翅膀全长在前边？为什么没有哪个生物进化出后肢变成翅膀呢？这背后一定有啥挺有意思的原因吧。

咱们先想想最基本的。想飞，得有能扇动起来、产生升力的东西。翅膀嘛，说白了就是一块能够推动空气的“板子”，通过角度和速度变化来产生向上的力量（升力）和向前的力量（推力）。

如果用前肢来做翅膀，这事儿就比较顺理成章了。前肢通常是我们用来抓握、探索、甚至搬东西的工具，它们在日常活动中就得有一定的灵活性和运动范围。把这些用来“操作”的肢体改造成翅膀，至少在很多时候，不至于完全牺牲掉它们原本的一些功能，或者说，在进化过程中，改造起来会相对更容易找到“中间状态”。比如，一只恐龙的翅膀，一开始可能只是前肢稍微变长一点，羽毛也只是在前面长一点，用来辅助攀爬或者滑翔。这种一点点的改变，在生存上可能就有优势。慢慢地，这些改变就累积起来，最后变成了能飞的翅膀。

你想想，如果用后肢来做翅膀，那会是什么情况？后肢的主要作用是支撑身体、在陆地上行走、奔跑、跳跃。这跟前肢的“操作性”不太一样。如果后肢变成了翅膀，那这只动物在陆地上走路、站立可就成了大问题。就算它能飞，落地之后它怎么站稳？怎么移动？除非它发展出了一种全新的、完全不需要后肢就能稳定和移动的方式，否则，这种进化路径的“门槛”可能就太高了。它得同时解决“怎么飞”和“落地后怎么办”这两个难题，而且还得比那些用前肢进化的家伙更有优势才行。

另外，身体的重心也是个关键。绝大多数能飞的动物，它们的重心都比较靠前或者在身体中部。这使得它们在空中飞行时，身体能够保持相对稳定的姿态。前肢作为翅膀，扇动起来的力量也更容易帮助身体向前推进和保持平衡。如果后肢变成了翅膀，那重心很可能会后移，飞行时可能需要更复杂的控制机制来防止失控。想想看，如果你的两条腿都变成了翅膀，你得靠什么来稳住你的身体？你的腹部和尾巴？这听起来就像是你在空中要靠一个悬空的、不稳定的“支架”来平衡自己，肯定没那么容易。

还有个比较重要的点，就是它们起飞的方式。很多飞行生物，尤其是鸟类，起飞的时候需要一个强有力的蹬地动作，用后肢来提供初始的推力。这就像是跑车起步时需要轮胎使劲抓地一样。如果后肢是翅膀，它们怎么蹬地？除非它们能像蝙蝠那样，在地面上用前肢（现在的翅膀）支撑身体，然后收拢翅膀猛地扇动起来。但这似乎也比用后肢蹬地来得复杂。

再从肌肉和骨骼的结构上看。前肢和后肢的原始结构就有些不同。前肢相对来说更灵活，有肩关节可以进行更大幅度的旋转和摆动，这对于翅膀产生复杂的气动效应是很有利的。后肢则更多的是为了支撑和推进，关节的活动范围和方式可能不太适合像翅膀那样大幅度地扇动。要让后肢进化成高效的翅膀，可能需要对整个骨骼和肌肉系统进行更根本性的重塑。

最后，咱们也得考虑一下历史和机会。进化不是一个有目的的工程，它更像是在现有材料上进行修修补补，哪个方向更有利就往哪个方向走。如果最早的、尝试飞行的“原型机”是那些前肢开始发生变化的，那么它们就可能占得先机。其他方向的尝试如果没有带来足够显著的优势，或者存在太大的障碍，就可能被淘汰了。

所以，总的来说，前肢变翅膀这条路，在“可行性”、“效率”和“对其他功能影响的最小化”这几个方面，可能都比后肢变翅膀要更容易走得通。它让动物在获得飞行能力的同时，仍然能在地面上保持一定的活动能力，并且更容易稳定和控制身体。这大概就是为什么咱们在天上看到的飞翔者，翅膀都是长在它们身体的“前面”了。

网友意见

先问是不是。地球上个体数量、物种数量最多的有动力飞行生物是昆虫，昆虫的翅膀不是前肢也不是后肢。

许多蝙蝠的皮膜是从前肢延伸到后肢的，并不是完全靠前肢飞行。“四片翅膀”本身不会构成什么空气动力学障碍，以四翼飞行的昆虫是很常见的。现存脊椎动物的气动布局可能关系到“在有限的代谢率和材料强度限制下寻找局部最优解”，也可能只是种种偶然积累的祖传代码。

在空气动力学上，后肢宽大而前肢短小的状态飞起来不如常规布局安定，但仍然可以飞：

出土于吉尔吉斯斯坦的三叠纪化石物种奇异沙洛维龙 Sharovipteryx mirabilis 用特化的后肢滑翔。在你对飞行的要求不太高的情况下，这就算是“单纯用后肢飞行的生物”。

Sharovipteryx mirabilis 的前肢较短而薄，可能起到类似鸭翼的作用，可以帮助转向。

为飞行特化的后肢可能不擅长行走。这不一定构成严重问题。自然界也并不特异地厌恶鸭翼，现存生物中仍有这样的气动布局，例如飞蜥用特化的颈部鸭翼和肋骨三角翼来滑翔：

你可以预期，在四翼飞行的脊椎动物身上，传代时随机出现的变异可以让一部分翅膀的飞行能力出现缺损。后翼的飞行能力较低或缺失而仍能生存繁衍的群体并不一定比四翼的群体有特别大的优势，但只要还能延续，就有概率逐渐产生只用前翼飞行的种群，进而有概率发展为只用前翼飞行的物种。

• 如果“不拍后翼，飞起来更节约能量了，捕食的效果也没有下降太多”之类表现出优势，只用前翼飞行的群体就可能迅速扩大。
• 类似地，失去飞行能力而仍能生存繁衍的群体有概率发展为不飞行的此类物种，也就是现存的各种不飞鸟。
• 许多昆虫的前翅特化为鞘翅或退化，只以后翅飞行，也有许多昆虫的后翅特化为平衡棒或退化。当然，昆虫的翅膀与脊椎动物的翅膀在起源上没有关系。
• 化石记录显示地球上有过六翼的昆虫。

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