“非凡”的化石为解开令人困惑的翼龙谜团提供了线索

这些带翅膀的巨兽是在史前天空中翱翔还是扇动翅膀飞行的?
a pterosaur speices flaps its wings to fly, while another uses them to soar
翼龙物种 *Inabtanin alarabia* 扇动着翅膀,而 *Arambourgiania philadelphiae* 则利用翅膀翱翔。 Terryl Whitlatch

古生物学中许多热门辩论之一,就是带翅膀的翼龙究竟是如何飞行的。一些专家推测,体型最大的翼龙可能根本无法飞行,就像今天的鸵鸟和类似的恐龙一样。

现在,由于一些保存完好的标本,我们获得了关于翼龙起飞进入天空的不同方式的新线索。两种不同体型的翼龙物种,包括一种新发现的物种,表明其中一些是通过扇动翅膀飞行的,而另一些则更像现代秃鹫一样翱翔。研究结果详情刊载于9月6日发表在同行评审的《脊椎动物古生物学杂志》(*Journal of Vertebrate Paleontology*)上的一项研究。

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“翼龙是进化出动力飞行最早也是最大的脊椎动物,但它们是唯一已经灭绝的主要飞行类群,”研究合著者、密歇根大学古生物学家 Kierstin Rosenbach 在一份声明中表示。“迄今为止,对它们飞行机制的理解都依赖于空气动力学原理以及与现存鸟类和蝙蝠的类比。”

中空骨骼

这些化石于2007年首次被发现,由密歇根大学古生物学博物馆的合著者 Jeff Wilson Mantilla 和沙特地质调查局的 Iyad Zalmout 发掘。“令人惊叹”的标本可以追溯到大约7200万至6600万年前的白垩纪晚期。

随着时间的推移,它们被三维保存在曾经是非洲-阿拉伯大陆边缘近岸环境的两个不同地点。这个古老的陆地曾包含非洲和阿拉伯半岛,而该陆地在约3000万至3500万年前开始分裂。通过高分辨率计算机断层扫描(CT扫描),研究小组分析了翼骨的内部结构。

the skeletal remains of a pterosaur in the dirt
*Inabtanin alarabia* 的骨骼遗骸,包括颅骨材料(图像底部)、一个颈椎(左下方中央)和几乎完整的翅膀(顶部)。图片来源:Journal of Vertebrate Paleontology。

“由于翼龙的骨骼是中空的,它们非常脆弱,如果保存下来,也更可能被压成煎饼状,”Rosenbach 说。“由于三维保存非常罕见,我们对翼龙骨骼内部结构了解不多,所以我想对它们进行CT扫描。”

据 Rosenbach 称,“完全有可能”骨骼内部什么都没有保存下来,或者团队使用的扫描仪不够灵敏,无法区分化石骨骼组织与其他周围物质。幸运的是,他们能够看到保存完好的内部翼部结构。

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扇动 vs. 翱翔

收集到的标本之一是巨型翼龙 *Arambourgiania philadelphiae*。新的分析证实了其约32英尺的翼展,并提供了其骨骼结构的详细信息。CT图像显示,其肱骨内部是中空的,并且有一系列螺旋状的脊,沿着骨骼上下延伸。这与现代秃鹫的内部翼骨相似。科学家认为,这些螺旋状脊可以抵抗翱翔时的载荷。翱翔时,鸟类利用持续的动力飞行,需要起飞和一些维持性的扇动。

另一个标本是新发现的 *Inabtanin alarabia*,翼展约6英尺。据团队称,*Inabtanin* 是从非洲-阿拉伯地区出土的最完整的翼龙之一。

a smaller and grey ptsersaur species Inabtanin alarabia standing next to a larger brown species called Arambourgiania philadelphiae.
*Inabtanin alarabia* 和 *Arambourgiania philadelphiae* 翼龙物种。图片来源:
Terryl Whitlatch。

CT扫描显示,其飞行骨骼的构造与 *Arambourgiania* 完全不同。*Inabtanin* 的飞行骨骼内部布满了交错的支柱,这与今天飞行的鸟类的翼骨中发现的支柱相匹配。这表明它适应了抵抗扇动飞行相关的骨骼弯曲载荷。 *Inabtanin* 很可能以这种方式飞行,但也可能涉足其他飞行方式。

“*Inabtanin* 中的支柱很棒,虽然不算罕见,”Rosenbach 说。“*Arambourgiania* 中的脊完全出乎意料,我们一开始不确定我们看到的是什么!能够看到 *Arambourgiania* 肱骨的完整三维模型,上面布满了螺旋状脊,真是太令人兴奋了。”

扇动是默认行为吗?

研究小组称,发现体型不同的翼龙具有不同的飞行方式“令人兴奋”,因为它展示了这些动物可能的生活方式。这也提出了一些问题,包括飞行方式与体型大小的关系,以及哪种飞行方式在翼龙中更普遍。

“关于不同时期翼龙内部骨骼结构的资料非常有限,很难确定哪种飞行方式出现得更早,”Rosenbach 说。

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在像鸟类和蝙蝠这样的飞行脊椎动物群体中,扇动是最常见的飞行行为。即使是翱翔或滑翔的鸟类,也需要一些翅膀扇动才能起飞和维持飞行。

“这让我相信,扇动飞行是默认状态,而翱翔这种行为可能在后来进化出来,如果它对特定环境中的翼龙种群有利的话;在这种情况下,就是开阔的海洋,”Rosenbach 说。

在未来的研究中,科学家可以继续研究翼龙的内部骨骼结构、它们的飞行能力和行为之间的关联。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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