[圖文]最接近龍的動物 揭開翼龍飛行生理構造之謎 | 陽光歷史

 

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[圖文]最接近龍的動物 揭開翼龍飛行生理構造之謎

2015年01月26日 科學探秘-長篇 暫無評論 閱讀 476 次


翼龍是地球上最接近於龍的動物



翼龍滅絕於一場小行星撞擊的餘波


它們是地球上出現過的最接近於龍的動物


翼龍是有史以來繼昆蟲之後,最先飛上天空的動物。它們不是鳥,也不是蝙蝠,屬於爬行類,它們是地球上出現過的最接近於龍的動物。2.2億年前的化石顯示,它們有些短尾,有些長尾;有些小如麻雀,有些形如巨獸。它們身上覆蓋著毛髮,而且還有頭冠。它們用來捕食的嘴也很奇特。儘管種類繁雜,但它們最突出的特徵———就是會飛行。



翼龍的世界究竟是怎樣的?它們能夠長到多大?這些看上去像破傘似的動物,是如何拖著笨重的身體飛上天空的?近日的美國《國家地理頻道》將為我們揭開謎團。



250年前,第一塊翼龍化石被發現。



我們一直以為,鳥和蝙蝠是僅有的大型飛行動物。但德國索爾恩霍芬附近的一項重大發現推翻了這種說法。大約250年前,一個採石工人發現了奇怪的東西。有些人認為這是某種鴨子。有些認為這是蝙蝠。然而,事實推翻了所有的猜測———這種生物不同於任何已發現的物種。



作出這一判斷的是法國的古生物學家喬治·居維葉,他首先指出這種動物已經絕跡,並第一個準確地為恐龍作了定義。居維葉在化石顎部發現了一小塊骨頭,只有一種動物才有這樣的特徵,那就是爬行動物。



像鱷魚這樣冷血、行動遲緩的爬行動物,如何能飛上天空呢?居維葉發現,答案就在翼龍的手上———有一根手指長得特別長。



居維葉說,「我要把這種動物命名為『翼手龍』,意思是『手指上的翅膀』」。這是動物學研究史上的一次革命。



居維葉完全靠想像復原出了翼龍在天空中翱翔的樣子。此後的200年裡,人們只知道翼龍會飛。直到近年,我們才開始思索翼龍是如何飛行的。



同鳥和蝙蝠相比,翼龍是如何飛上天空的?



人們往往意識不到,飛行其實是一項非常精密的工作。為了弄清翼龍是如何飛行的,研究人員先來觀察鳥和蝙蝠的翅膀。



加利福尼亞大學伯克利分校凱文·帕迪恩說:「所有的飛行動物都用手骨———也就是手指飛行,只是方法各有不同。」



鳥類沒有第四和第五根手指,它們利用前三根支撐著羽翼。蝙蝠的方法又不一樣:四根手指變長,控制薄膜,拇指則不受約束。



翼龍沒有小指,無名指則延伸得很長。翼龍最顯著的特徵,就是那根支撐著整個翅膀的超大手指。那根手指正是關鍵中的關鍵。



只有恆溫動物才能長時間地揮動翅膀,翼龍難道是恆溫的?



帕迪恩說:「要想飛到空中,就必須用翅膀做出多種複雜的動作。只是上下擺動還遠遠不夠,還必須多次不停地下拍向前、上拉向後等等,不斷重複。」



只有鳥或蝙蝠這樣的恆溫動物,才能長時間地揮動翅膀。這些動物的新陳代謝速度非常快,簡直就像8缸汽車發動機。



帕迪恩說:「飛行不僅需要精力,還需要很強的耐力。要安全地待在空中,就最好儲備足夠的能量,否則累得掉下來,可就麻煩了。」



然而,翼龍是爬行動物。所有現存的爬行類都是冷血動物,翼龍難道是恆溫的?有一條線索相當有說服力。有一具翼龍化石不只有翅膀,還有絨毛覆蓋在身體上。這是近年在中國的內蒙古自治區發現的化石,它是個大塊頭。只有恆溫動物才需要絨毛來保持體溫。



芝加哥大學保羅·塞裡諾說:「它們消耗大量的能量,也能在必要的時候產生最大的爆發力,這種大量燃燒能源的生活方式,就需要有鳥類的身體結構。或許翼龍摸起來很溫暖吧。總之,和現存的爬行動物相比,翼龍絕對有它特別的地方。」



遠古的腳印證據證明翼龍的飛行技術堪稱一流。



柏林自然歷史博物館戴維·昂溫說:「翼龍統治天空1.5億年,這是相當長的一段時間。」



最主要的原因就在於翼龍是先入為主,率先飛上了天。鳥類出現之前,翼龍獨霸天空7千萬年。翼龍遍佈全球各地,而且進化出了許多不同的外貌。



翼龍每次低飛掠過水面時,都有可能被水中的猛獸扯下來。為躲避厄運,翼龍不但會飛,而且技藝嫻熟,即便在低空也是如此。有證據顯示,翼龍的飛行技術堪稱一流。這個證據並不是新的翅膀化石,而是保留在岩石中的遠古足跡。



很少有人會相信翼龍善於飛行,它那笨拙的身體似乎能滑翔就已經不錯了。但在法國圖盧茲附近出土的新證據推翻了這一觀點。兩名學者正在檢驗最罕見的翼龍化石,這個化石不是骨骼,而是……腳印。



加利福尼亞大學伯克利分校凱文·帕迪恩說:「這是世界上獨一無二的地方。這是第一個得到學術界公認的、發現翼龍足跡的地點。」



所謂「內行看門道」,一組足跡在專家的眼中就像一系列的照片。這是惟一有關翼龍著陸的證據,從飛行動物著陸的方法,就可以看出它控制飛行的能力。



專家發現,翼龍依靠結構複雜的翅膀控制飛行。



隨著越來越多的化石出土,人們比當年更瞭解翼龍的身體構造。按照翼龍化石提供的線索,翼龍翅膀內有五個關節控制飛行。



斯坦福大學瑪格·格裡森說:「隨著越來越多的化石出土,我們比當年更瞭解翼龍了,尤其是翼龍的身體構造。以翼龍的頭部為例,化石顯示翼龍飛行時頭向下壓,頭向下壓更難控制飛行,然而這就是翼龍真正的飛法。」



一項研究指出,翼龍的大腦一秒可發出數次指令,對翅膀進行精確微調。在最近的一項重要研究中,翼龍的顱部X光片上出現了模糊的大腦圖像。翼龍有很大的平衡器官,可以測量各個方向上的偏航、轉向的微小變化。



大腦還可以幫助翼龍的眼睛在迅速轉向的過程中保持穩定,這是捕食的關鍵。要控制飛行,還需要通過翅膀,以及拉緊薄膜的前肢與腿部來獲得信息。



■供稿/美國《國家地理頻道》



●延伸閱讀



翼龍的滅絕源於一顆小行星撞上了地球



翼龍正確解決了有關飛行的關鍵問題,因此得以征服整個地球。它們是執著的掠食動物,並適應了各種不同的飲食結構,能夠濾食、探測、食腐,甚至通過精湛的飛行控制能力低空掠過水面、捕捉魚類。



主宰天空1.5億年之後,這位飛行霸王與地球一同經歷了一場浩劫。一顆小行星撞上了地球。有關研究認為,是爆炸餘波殺死了所有的恐龍。巨大的海洋爬行動物也就此消失了。技藝精湛的飛行動物翼龍從此不復存在。此後,天空中出現了鳥類與蝙蝠。


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