拥有与长颈鹿相似的颈部的翼龙凭借辐条状椎骨得以飞行
塘鹅的基因构成可以说是进化最精妙的创造之一。它的身体结构具有足够的空气动力学特性,可以飞行,足够的流体动力学特性,可以潜水,并且足够坚固,可以在以高速坠入海面时幸存下来。但最大的飞行脊椎动物神龙翼龙却并非如此。这些巨大的飞行爬行动物的脖子比长颈鹿的脖子还长,这让古生物学家感到困惑。你如何用这样的东西飞行而不摔断脖子?新研究发表在《科学》杂志上信息科学他认为,这些异常坚硬的椎骨可能因为其内部结构有点像自行车的一部分而能够承受如此大的压力。
英国朴茨茅斯大学的戴夫·马蒂尔在一篇论文中说:“我们最重要的发现之一是椎体内部横支柱的排列。”陈述。“它与以前在任何动物的脊椎骨中看到的任何结构都不一样。神经管位于脊椎骨的中央,通过许多细杆状小梁与外壁相连,这些小梁呈放射状排列,就像自行车车轮的辐条一样,并沿着脊椎骨的长度呈螺旋状排列。它们甚至像自行车车轮的辐条一样交叉。进化将这些生物塑造成令人惊叹、令人惊叹的高效飞行者。”
大约 2.25 亿年前,空中的冠军在晚三叠世的天空中翱翔,12 米(39.4 英尺)的翼展助它们翱翔天空。飞行巨人需要轻盈的内部结构才能飞翔,就像许多现存的鸟类一样,它们有气动骨骼。但对于神龙翼龙的颈部长度来说,这毫无道理,因为如此脆弱的东西肯定无法承受空中生活的压力。再加上神龙翼龙是凶猛的捕食者,会捕食大型猎物,这种身体结构就更不合理了。
解决这个古生物学难题纯属偶然,因为这项研究的第一作者 Cariad Williams 实际上着手扫描这些椎骨,以便更好地了解它们的灵活性,而它们的灵活性似乎相当有限。“这些动物的脖子长得离谱,”Williams 说。“这让长颈鹿看起来非常正常。我们想知道这个超长脖子是如何运作的,因为每个椎骨之间的活动性似乎非常小。”
他们使用 CT 扫描仪查看椎骨内部,惊讶地发现其内部结构保存完好。放射状小梁排列成交叉的螺旋状,看起来有点像自行车车轮的辐条。他们请来了一些工程师,这些工程师更能理解这种奇怪结构的生物力学原理。他们的分析显示,50 个辐条状小梁几乎使神龙龙颈在不弯曲的情况下可以承受的重量增加了一倍。
“看起来,这种由极薄的颈椎骨和附加的螺旋排列的横支柱组成的结构解决了很多关于这些生物力学的担忧,即这些生物如何能够用比现代长颈鹿还长的脖子支撑起巨大的头部(长度超过 1.5 米),”马蒂尔说,“同时还保留了动力飞行的能力。”