“非凡”的化石为令人困惑的翼龙问题提供了线索

“非凡”的化石为令人困惑的翼龙问题提供了线索

古生物学中争论不休的话题之一是翼龙如何飞行。一些专家推测,其中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,得益于一些保存完好的标本,我们获得了有关翼龙起飞和飞行的不同方式的新线索。两种不同的大型翼龙物种(包括一种新发现的物种)表明,有些翼龙通过拍打翅膀飞行,而另一些则更像现代秃鹫。9 月 6 日发表在同行评议的《古脊椎动物学杂志》上的一项研究中详细介绍了这些发现

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“翼龙是进化出动力飞行的最早、最大的脊椎动物,但它们是唯一灭绝的主要飞行生物群,”研究报告合著者、密歇根大学古生物学家 Kierstin Rosenbach 在一份声明中表示。“迄今为止,人们试图了解它们的飞行机制,主要依靠空气动力学原理和与现存鸟类和蝙蝠的类比。”

空心骨头

这些化石是 2007 年由研究合著者密歇根古生物博物馆的 Jeff Wilson Mantilla 和沙特地质调查局的 Iyad Zalmout 首次发现的。这些“非凡”的标本可追溯到大约 7200 万至 6600 万年前的晚白垩世。

随着时间的推移,它们被三维地保存在两个不同的地点,这两个地点曾经是非洲-阿拉伯边缘的近岸环境。这片古老的大陆包括非洲和阿拉伯半岛,大约在 3000 万到 3500 万年前分裂。研究小组利用高分辨率计算机断层扫描 (CT) 扫描分析了翼骨的内部结构。

Inabtanin alarabia的骨骼残骸,包括颅骨材料(图片底部)、一个颈椎(底部中央左侧)和一个几乎完整的翅膀(顶部)。图片来源:《古脊椎动物学杂志》。

“由于翼龙骨骼是空心的,因此非常脆弱,如果它们被保存下来,被发现时很可能像煎饼一样扁平,”罗森巴赫说。“由于 3D 保存非常罕见,我们对翼龙骨骼内部的情况没有太多信息,所以我想对它们进行 CT 扫描。

罗森巴赫表示,骨骼内部“完全有可能”什么都没保存下来,或者团队使用的扫描仪不够灵敏,无法区分化石骨骼组织和周围的其他物质。幸运的是,他们能够看到保存完好的翼内结构。

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拍打翅膀与翱翔

收集到的标本之一是巨型翼龙,学名 Arambourgiania philadelphiae 。新分析证实了它的翼展约为 32 英尺,并首次揭示了其骨骼结构的细节。CT 图像显示,其肱骨内部是空心的,有一系列沿骨头上下螺旋的脊。这与现代秃鹫的内部翼骨相似。科学家认为,这些螺旋脊可以抵抗翱翔带来的负荷。翱翔时,鸟类使用持续的动力飞行,需要起飞和一些维持性的拍打。

另一个标本是新发现的Inabtanin alarabia ,翼展约 6 英尺。据该团队称, Inabtanin是迄今为止在非洲-阿拉伯发现的最完整的翼龙之一。

翼龙种群:阿拉伯翼龙(Inabtanin alarabia)费城翼龙(Arambourgiania philadelphiae) 。图片来源:
特里尔·惠特拉奇。

CT 扫描显示,它的飞行骨骼构造与阿氏翼龙完全不同。伊纳布坦宁的飞行骨骼内部纵横交错,与现存的拍翅鸟类翼骨上的支柱相吻合。这表明它已经适应了拍翅飞行时骨骼的弯曲负荷。伊纳布坦宁很可能以这种方式飞行,但也可能尝试过其他飞行方式。

伊纳布坦宁中发现的支柱很酷,虽然并不罕见,”罗森巴赫说。“阿氏龙骨中的脊线完全出乎意料,我们一开始并不确定我们看到的是什么!”“能够看到阿氏龙骨肱骨排列着螺旋脊线的完整 3D 模型真是太令人兴奋了。”

拍动是默认设置吗?

研究团队称,发现不同体型的翼龙拥有不同的飞行方式“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有何关联,以及哪种飞行方式在翼龙中更为常见。

罗森巴赫说:“关于翼龙内部骨骼结构的信息非常有限,很难确定哪种飞行方式最先出现。”

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在鸟类和蝙蝠等飞行脊椎动物群体中,拍打翅膀是最常见的飞行行为。翱翔或滑翔的鸟类也需要拍打翅膀才能腾空并保持飞行

“这使我相信,扑翼飞行是默认条件,而如果在特定环境下翱翔对翼龙种群有利,那么翱翔行为也许会在以后进化;在本例中就是公海,”罗森巴赫说。

在未来的研究中,科学家可以继续研究翼龙内部骨骼结构与其飞行能力和行为之间的相关性。

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