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翼龙飞行生理构造之谜

时间:2020-10-26 11:03:12 浏览量:
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它们是地球上出现过的最接近于龙的动物

翼龙是有史以来继昆虫之后,最先飞上天空的动物。它们不是鸟,也不是蝙蝠,属于爬行类,它们是地球上出现过的最接近于龙的动物。2.2亿年前的化石显示,它们有些短尾,有些长尾;有些小如麻雀,有些形如巨兽。它们身上覆盖着毛发,而且还有头冠。它们用来捕食的嘴也很奇特。尽管种类繁杂,但它们最突出的特征———就是会飞行。

翼龙飞行生理构造之谜翼龙飞行生理构造之谜

翼龙的世界究竟是怎样的?它们能够长到多大?这些看上去像破伞似的动物,是如何拖着笨重的身体飞上天空的?近日的美国《国家地理频道》将为我们揭开谜团。

250年前,第一块翼龙化石被发现

我们一直以为,鸟和蝙蝠是仅有的大型飞行动物。但德国索尔恩霍芬附近的一项重大发现推翻了这种说法。大约250年前,一个采石工人发现了奇怪的东西。有些人认为这是某种鸭子。有些认为这是蝙蝠。然而,事实推翻了所有的猜测———这种生物不同于任何已发现的物种。

作出这一判断的是法国的古生物学家乔治·居维叶,他首先指出这种动物已经绝迹,并第一个准确地为恐龙作了定义。居维叶在化石颚部发现了一小块骨头,只有一种动物才有这样的特征,那就是爬行动物。

像鳄鱼这样冷血、行动迟缓的爬行动物,如何能飞上天空呢?居维叶发现,答案就在翼龙的手上———有一根手指长得特别长。

居维叶说,“我要把这种动物命名为‘翼手龙’,意思是‘手指上的翅膀’”。这是动物学研究史上的一次革命。

居维叶完全靠想象复原出了翼龙在天空中翱翔的样子。此后的200年里,人们只知道翼龙会飞。直到近年,我们才开始思索翼龙是如何飞行的。

同鸟和蝙蝠相比,翼龙是如何飞上天空的?

人们往往意识不到,飞行其实是一项非常精密的工作。为了弄清翼龙是如何飞行的,研究人员先来观察鸟和蝙蝠的翅膀。

加利福尼亚大学伯克利分校凯文·帕迪恩说:“所有的飞行动物都用手骨———也就是手指飞行,只是方法各有不同。”

鸟类没有第四和第五根手指,它们利用前三根支撑着羽翼。蝙蝠的方法又不一样:四根手指变长,控制薄膜,拇指则不受约束。

翼龙没有小指,无名指则延伸得很长。翼龙最显著的特征,就是那根支撑着整个翅膀的超大手指。那根手指正是关键中的关键。

只有恒温动物才能长时间地挥动翅膀,翼龙难道是恒温的?

帕迪恩说:“要想飞到空中,就必须用翅膀做出多种复杂的动作。只是上下摆动还远远不够,还必须多次不停地下拍向前、上拉向后等等,不断重复。”

只有鸟或蝙蝠这样的恒温动物,才能长时间地挥动翅膀。这些动物的新陈代谢速度非常快,简直就像8缸汽车发动机。

帕迪恩说:“飞行不仅需要精力,还需要很强的耐力。要安全地待在空中,就最好储备足够的能量,否则累得掉下来,可就麻烦了。”

然而,翼龙是爬行动物。所有现存的爬行类都是冷血动物,翼龙难道是恒温的?有一条线索相当有说服力。有一具翼龙化石不只有翅膀,还有绒毛覆盖在身体上。这是近年在中国的内蒙古自治区发现的化石,它是个大块头。只有恒温动物才需要绒毛来保持体温。

芝加哥大学保罗·塞里诺说:“它们消耗大量的能量,也能在必要的时候产生最大的爆发力,这种大量燃烧能源的生活方式,就需要有鸟类的身体结构。或许翼龙摸起来很温暖吧。总之,和现存的爬行动物相比,翼龙绝对有它特别的地方。”

远古的脚印证据证明翼龙的飞行技术堪称一流

柏林自然历史博物馆戴维·昂温说:“翼龙统治天空1.5亿年,这是相当长的一段时间。”

最主要的原因就在于翼龙是先入为主,率先飞上了天。鸟类出现之前,翼龙独霸天空7千万年。翼龙遍布全球各地,而且进化出了许多不同的外貌。

翼龙每次低飞掠过水面时,都有可能被水中的猛兽扯下来。为躲避厄运,翼龙不但会飞,而且技艺娴熟,即便在低空也是如此。有证据显示,翼龙的飞行技术堪称一流。这个证据并不是新的翅膀化石,而是保留在岩石中的远古足迹。

很少有人会相信翼龙善于飞行,它那笨拙的身体似乎能滑翔就已经不错了。但在法国图卢兹附近出土的新证据推翻了这一观点。两名学者正在检验最罕见的翼龙化石,这个化石不是骨骼,而是……脚印。

加利福尼亚大学伯克利分校凯文·帕迪恩说:“这是世界上独一无二的地方。这是第一个得到学术界公认的、发现翼龙足迹的地点。”

所谓“内行看门道”,一组足迹在专家的眼中就像一系列的照片。这是惟一有关翼龙着陆的证据,从飞行动物着陆的方法,就可以看出它控制飞行的能力。

专家发现,翼龙依靠结构复杂的翅膀控制飞行

随着越来越多的化石出土,人们比当年更了解翼龙的身体构造。按照翼龙化石提供的线索,翼龙翅膀内有五个关节控制飞行。

斯坦福大学玛格·格里森说:“随着越来越多的化石出土,我们比当年更了解翼龙了,尤其是翼龙的身体构造。以翼龙的头部为例,化石显示翼龙飞行时头向下压,头向下压更难控制飞行,然而这就是翼龙真正的飞法。”

一项研究指出,翼龙的大脑一秒可发出数次指令,对翅膀进行精确微调。在最近的一项重要研究中,翼龙的颅部X光片上出现了模糊的大脑图像。翼龙有很大的平衡器官,可以测量各个方向上的偏航、转向的微小变化。

大脑还可以帮助翼龙的眼睛在迅速转向的过程中保持稳定,这是捕食的关键。要控制飞行,还需要通过翅膀,以及拉紧薄膜的前肢与腿部来获得信息。

翼龙的灭绝源于一颗小行星撞上了地球

翼龙正确解决了有关飞行的关键问题,因此得以征服整个地球。它们是执着的掠食动物,并适应了各种不同的饮食结构,能够滤食、探测、食腐,甚至通过精湛的飞行控制能力低空掠过水面、捕捉鱼类。

主宰天空1.5亿年之后,这位飞行霸王与地球一同经历了一场浩劫。一颗小行星撞上了地球。有关研究认为,是爆炸余波杀死了所有的恐龙。巨大的海洋爬行动物也就此消失了。技艺精湛的飞行动物翼龙从此不复存在。此后,天空中出现了鸟类与蝙蝠。

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编辑:森罗万象
关键词: 翼龙
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