恐龙可能演变成了鸟类,但早期飞行并不顺利

这些长着翅膀的小生物飞行方式更像鸡而不是鹰。
A reconstruction of Ambopteryx in a glide.
对“肿胫龙”滑翔状态的重构。Gabriel Ugueto

大约1.6亿年前,两种被称为“耀龙”和“肿胫龙”的微小恐龙在中国现在的土地上在树林间滑翔。对耀龙和肿胫龙来说,不幸的是,科学家具2020年10月22日在《iScience》杂志上报道,它们拥有的空中能力相当平庸。研究人员检查了保存在耀龙化石标本中的软组织,并利用数学模型模拟了这两种恐龙的滑翔方式。他们发现,这些像蝙蝠一样的恐龙滑翔能力很差,可能因为无法与鸟类和早期哺乳动物滑翔者精湛的飞行能力竞争而灭绝。

“它们基本上刚起步,然后一个更好的模型出现了,它们就被淘汰了,”南达科他州马提大学古生物学家、新发现的合著者T. Alexander Dececchi说。“它们没有机会改进自己,无法进行一场体面的竞争。”

耀龙和肿胫龙的大小可能和一只大鸽子或一只小乌鸦差不多。它们的身体覆盖着绒毛,翅膀是由像蝙蝠一样的皮肤膜构成的。为了解这些小生物的滑翔能力,Dececchi的团队使用了一种名为激光诱导荧光的技术扫描了耀龙的化石标本。这使得研究人员能够获取关于它们爪子和翅膀的详细信息。

Dececchi及其团队随后重构了这些恐龙翅膀可能的形状,并将这种构型与其他飞行动物(如鸟类和蝙蝠)进行了比较。利用数学模型,研究人员估计了耀龙和肿胫龙在不同体重和翼展下的飞行或滑翔方式。

结果表明,耀龙和肿胫龙无法像大多数鸟类和蝙蝠那样从地面起飞或轻易扇动翅膀。这些恐龙可以在林冠的缝隙之间滑翔,但它们的翅膀并不灵活。与现在的滑翔动物(如鼯鼠)相比,它们身体的体积相对于翅膀面积更大,这意味着恐龙需要更快地滑翔才能产生足够的升力以保持它们在空中。

这种对速度的需求会带来一些问题。“这使得转弯更困难,微调更困难……定位降落点也更困难,”Dececchi说。“如果你要高速飞进一棵树,会增加撞击时受伤的几率。”

总而言之,他说,这些恐龙的翅膀效率非常低下。它们很可能无法飞越像翼龙这样的空中掠食者,翼龙是一类更擅长飞行的爬行动物。更重要的是,它们的腿并不适合奔跑。在地面上,这些恐龙会很慢且笨拙,很容易被掠食者捕食。

当耀龙和肿胫龙首次出现在晚侏罗世时,它们可以 tanpa 太多竞争地享用种子、昆虫和小坚果。然而,在几百万年内,始祖鸟和其他早期鸟类进化了。始祖鸟无法与今天的鸟类相媲美,但它们可能能够从地面起飞并进行短时间的飞行。“突然间,滑翔者面临来自那些争夺同样资源但行动更敏捷的竞争者,”Dececchi说。

耀龙和肿胫龙可能在有机会改进它们的飞行能力或发展出像今天滑翔者那样的适应性之前就灭绝了;鼯鼠和蜜袋鼯是夜行性动物,这使得它们可以与大多数鸟类分开觅食,而鸟类在飞行比赛中会胜过它们。

目前只发现了少量耀龙和最近发现的肿胫龙的化石。科学家们最终可能会发现更近期的遗骸。“未来的研究可能会发现其中一种在一段时间内逃入夜间领域的家伙,”Dececchi说。然而,即使是“失败的实验”,这些滑翔者也能帮助科学家们理解飞行的起源,Dececchi及其同事总结道。

“哪些变化是进入空中的关键?”他说。“它们有助于我了解 dẫn 鸟类进化的实际谱系是如何进化的,因为我可以看到恐龙尝试这条空中之路时出了什么问题。”

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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