
科學家發現,擁有一個大的身體為急需的移動性增強了滅絕的海洋爬行動物,並帶有長脖子。
這項新的研究揭穿了一個長期以來的想法,即海洋動物之間具有最佳的身體形狀,以使其身體更加精簡水下,發現在游泳的能量經濟學方面,動物的身體大小實際上比身體形狀更為重要。
在這項研究中,英國布里斯托爾大學的研究人員研究了在中生代時代(大約2.52億至6600萬年前)生活的許多不同的四腳架(四束脊椎動物)。科學家名單上的四足動物包括魚雷的魚雷的身體類似於海豚的身體,Elasmosaurus,這是一個以其四個大拖鞋和一個巨大的脖子而聞名的Plesiosaur屬,可幫助其捕獲快速移動的獵物。
儘管研究人員發現游泳時的頸部確實會引起一些阻力,但根據他們創建的這些古代動物的虛擬3D模型,擁有更大的軀幹有助於彌補這一損失。
布里斯托爾大學地球科學學院和倫敦國家歷史博物館的古生物學家SusanaGutarraDíaz說:“我們預見到那樣的大小會產生很大的影響,但我們沒想到會發現脖子大小和身體形狀之間的相互作用。”古塔拉·迪亞茲(GutarraDíaz)告訴《現場科學》:“擁有更大身體的優勢是相對於體重的阻力較低。”
為了測試在不同海洋爬行動物中游泳的能量需求,研究人員使用化石,魚類龍和滅絕的海洋哺乳動物創建了假設的3D數字模型。他們還模仿了現代的鯨類,例如普通的瓶鼻子海豚(tursiops截斷)。然後,他們將數據從這些模型應用於計算機程序,以為不同主題創建流程模擬。換句話說,GutarraDíaz和她的團隊建立了一個虛擬水箱,該水箱通過水流速度和方向諸如水的速度和方向進行定制,並測量了不同的力對每種動物的作用。
古塔拉·迪亞茲(GutarraDíaz)說:“在我們的研究中,我們表明大型動物的絕對范圍更大,但是阻力的質量特定成本(或他們投資以移動體重單位所需的力量)較小。” “這與尺寸的阻力尺度有關。這些水生生物的大部分阻力來自皮膚摩擦,因此取決於表面積。”
GutarraDíaz解釋說,隨著動物的一般形狀不變,動物的形狀不變 - 質量表面積的比例減少,因為質量的增加速度比表面更快。
她說:“因此,我們證明,在流體動力的限制方面,更大的情況也更好。” “換句話說,我們展示了為什麼一些大型水生動物可以負擔得起這些瘋狂的形狀。”
古塔拉·迪亞茲(GutarraDíaz)補充說,鯨魚是這種現象的一個很好的現代例子。
研究作者對脖子特別感興趣Elasmosaurus個人 - 在某些情況下,長度為20英尺(6米) - 因此,科學家生成了3D模型Elasmosaurus脖子跨度變化的身體。他們的模擬表明,在某個時刻,頸部的確增加了額外的阻力,但是有一個較大的軀幹有助於取消了這一點。
古塔拉·迪亞茲(GutarraDíaz)說:“我們的結果有助於我們更好地了解plesiosaurs所經歷的進化權衡。” “我們的模擬表明,高阻力啟動時會有一個閾值,這是頸部長度的兩倍的長度。當我們分析大量的雜圓樣樣本時,非常有趣的是,發現大多數物種的頸部比例在此閾值以下進化出來。但是更有趣的是,雜種越多的斑點也超過了,這也很大,這也消失了。
這些發現於4月28日在《雜誌》上發表通信生物學。
最初發表在現場科學上。