数百万年前,长颈鹿大小的爬行动物(翼龙)依靠所有四个肢体以蛙式动作腾空而起,一项新的研究表明,这可能会解开一个长期存在的谜团。
虽然与鸟类关系并不密切,但翼龙(意思是“有翅膀的蜥蜴”)很可能能够进行动力飞行。人们认为,从 2 亿多年前起,它们就统治了天空,直到 6500 万年前的大灭绝事件,导致它们与大多数恐龙和许多其他动植物一起灭绝。
但翼龙是如何离开地面的呢?
研究人员表示,他的新研究揭示了翼龙使用四个肢体发射到空中的第一线证据:其中两个是超强的翅膀,当折叠并在指关节上保持平衡时,它们充当前“腿”,帮助该生物行走和跳跃到高空。
英国朴茨茅斯大学的古生物学家马克·威顿(Mark Witton)没有参与当前的研究,他说这个想法很新颖,但“有道理”。
威顿在接受电话采访时说:“整个飞行动物群都是用前肢起飞的想法相当新颖。”他补充道,“我认为很多翼龙研究人员可能会非常认真地对待这个问题。现在还处于‘早期阶段’,但这是一个值得未来考虑的想法。”
飞行基础知识
科学家一直认为鸟类是飞行和升空的基本模型。众所周知,它们只用两条腿来发射,用翅膀来飞行。事实上,鸟类的腿(帮助其发射)在飞行过程中成为“有效负载”,从而限制了鸟类的体型。
威顿说,到目前为止,古生物学家一直认为翼龙以类似的方式起飞,尽管古生物学家可能很少考虑四足动物起飞的想法,比如在一家酒吧。
马里兰州约翰·霍普金斯大学医学院功能解剖学和进化中心的研究人员迈克尔·哈比卜 (Michael Habib) 表示,鸟类的起飞方式对于今天的我们来说很熟悉,“但对于已经灭绝 6500 万年、化石历史可以追溯到 2.5 亿年前的翼龙来说,熟悉的东西并不重要。”
四肢起飞
由于许多翼龙的体型使现代鸟类相形见绌,因此必须有另一种发射机制在起作用。为了找到答案,哈比卜将翼龙四肢的骨骼强度与鸟类的骨骼强度进行了比较。
他依靠对代表 20 个物种的 155 个鸟类标本的骨骼进行计算机扫描,并对三种翼龙物种(Anhanguera piscator、Zhejiangopterus linhaiensis 和 Dorygnathus banthensis)进行骨骼测量。
结果显示,翼龙的前肢比腿部强壮得多。鸟类的情况正好相反。
然后,哈比卜将测量结果输入数字计算机模型,以找出动物如何将其体重提升到空中。假设一只巨型翼龙依赖于鸟类的策略(双足起飞):“基本上,如果你对大腿上的骨头施加足够的力量,而这些力量仅需要巨型翼龙的后肢才能让它们离开地面,”哈比卜告诉《生命科学》杂志。
此后,他又用大约十几种翼龙物种运行了这个模型。他说,最小的翼龙只能用后肢起飞,但四肢起飞会快得多。他说,对于翼展可能达到 7 英尺(2 m)或以上的较大物种,起飞需要四条腿。
哈比卜说:“在没有风、没有悬崖的情况下,使用所有四条腿,只需不到一秒钟就可以离开平坦的地面。” “如果你生活在白垩纪晚期,并且周围有饥饿的霸王龙,那么能够做到这一点是一件好事。”
或者也许升空可以为翼龙提供一个快速逃亡的机会零食。
威顿说,翼龙研究人员的下一步是弄清楚这次起飞的一些细节,包括四肢关节是否能够可行地完成四肢发射所需的运动范围,以及在这种情况下翅膀将如何展开。
该研究由侏罗纪基金会资助,发表在最新一期的期刊上齐特利亚纳。
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