诺氏风神翼龙(Quetzalcoatlus northropi)是一架小型飞机,它是白垩纪上空飞行的最大翼龙之一。
翼龙(pterosaurs)以希腊语命名,意为“有翼的蜥蜴”,是一群飞行的爬行动物,大约在2.15亿年前出现在地球上。它们是最早出现在空中的脊椎动物,比鸟类和蝙蝠早出现数千万年和上亿年。尽管从技术上讲它们不是恐龙,但它们与恐龙大约生活在同一时期,并且在大约6500万年前,由于彗星撞击使地球陷入混乱,它们灭绝了。在他们的飞行结束时,翼龙已经遍布全球,居住在现在的北美、南美、欧洲、亚洲、非洲和澳大利亚。
不幸的是,我们没有时间机器让我们回到翼龙时代,但是我们有古生物学家,研究和解释化石的科学家。他们已经能够利用古老的岩石和骨头来发现一些有关这些生物如何进化,它们看起来像什么以及如何飞行的惊人发现。一旦了解了翼龙,您就会明白为什么有人称它们为“天龙”。
翼龙类型无齿翼龙(Pteranodons)塑造了当今流行的典型翼龙形象。
多数人从电影中了解翼龙,但不幸的是,电影并不能说明这些神奇生物的多样性。比如,它们出现在1933年的《金刚》和2001年的《侏罗纪公园III》中。实际上,古生物学家已经鉴定出大约130种翼龙类,有飞机大小的诺氏风神翼龙(Quetzalcoatlus northropi),也有不到小型鸣禽大小的隐居森林翼龙(Nemicolopterus crypticus)。有的有牙齿,有的有尾巴,头冠的形状和大小各不相同。事实证明,事实比电影更有趣。
隐居森林翼龙(Nemicolopterus crypticus)
但是在我们继续前进之前,好莱坞是从哪里得到灵感的?一种来自无齿翼龙的翼龙,翼展宽达7米,有无齿的长喙和骨质头冠。电影制片人很可能会选择这些标志性的生物,因为它们是最早期发现的,而且经常被发现。古生物学家OC Marsh于1870年在堪萨斯州西部收集了第一批化石,自那时以来,已经挖掘了1000多份标本,使其成为地球上代表性最强的翼龙之一。无齿翼龙也是美国发现的第一个翼龙,没有什么比英雄形象更适合了!
无齿翼龙本身有点怪异,而其他翼龙则将事物带到了一个全新的高度。其中一种方法是跨越整个头部的头冠。以皇帝古神翼龙(Tapejara imperator)为例,它是巴西东北部白垩纪晚期的一种翼龙。它的头冠看起来像是一艘帆船的帆从头颅的后部向外扇开,简直是是该国狂欢节庆典的完美配饰。同时期的另一种翼龙-夜翼龙(Nyctosaurus),长着鹿角式的头冠,足有其头骨的3倍长。
皇帝古神翼龙(Tapejara imperator)
夜翼龙(Nyctosaurus)
然后是南方翼龙(Pterodaustro),一种始于阿根廷白垩纪的翼龙。这种生物比无齿翼龙小得多,翼展刚好超过1.3米,并且有一条长而向上弯曲的鼻子。埋在下颌中的有1000多个长的针状牙齿,使南方翼龙看起来像是具有巨大的牙齿。这种奇特的外观使一个翼龙研究人员称其为“带翅膀的牙刷” 。
南方翼龙(Pterodaustro)
头冠
翼龙的证据翼龙最独特的特征之一是头冠,这是一种由角质材料和骨骼支撑的软组织构成的醒目的结构。一些证据表明它们甚至可能有鲜艳的颜色。无论确切外观如何,对于头冠的实际用途都存在重大分歧。一些古生物学家认为他们帮助翼龙区分彼此,而另一些古生物学家则认为它们吸引了伴侣、调节热量,或在空中充当舵或在水中充当龙骨。
很难找到好的翼龙化石,因为在化石过程中,小动物的薄而空心的骨头通常不能很好地固定住。那些确实存在的故事讲述了这些古老的爬行动物如何飞翔的迷人故事。
在古生物学者弄清楚如何使翼龙重生于侏罗纪公园之前,他们将不得不依靠化石来解释这些生物的形态。自从18世纪末首次发现翼龙以来,他们一直在试图做到这一点,并且取得了不同程度的成功。
可以看到,好的翼龙化石相对稀少,而且常常不完整,因为它们的轻而中空的骨头易碎,特别不适合化石的保存。即使找到了好的标本,在提取,运输和准备时也很容易损坏。因此,翼龙提出了一个特别具有挑战性的难题,古生物学家仍在努力拼凑。
没有人能确切地知道是谁找到了第一个翼龙骨架,可以确定的是它是在1767年至1784年之间的某个时间里在德国一个拥有1.5亿年历史的石灰岩层中挖出的。然后,标本到了意大利自然科学家科西莫·亚历山德罗·科里尼(Cosimo Alessandro Collini)手里,他实际上并不知道该怎么做。他错误地得出结论,认为翼龙的异常长的四指支撑着一个划水用的鳍,尽管他解释说,骨骼是在一个古老的泻湖中发现的,周围环绕着化石化的海洋生物。直到1801年,法国博物学家乔治·居维叶(Georges Cuvier)才指出标本(后来被他称为“翼手龙pterodactyle”)不是鳍,而是翅膀。尽管人们早期对翼龙非常关注,但由于化石稀缺且对它的了解很少,古生物学家很快就对它们失去了兴趣。
到1970年代,现代理论和技术使翼龙重新成为人们关注的焦点。尽管古生物学家早就怀疑飞行的爬行动物是食鱼者,但新的研究表明它们的采食率要低得多,其饮食也包括微小的淡水无脊椎动物,甚至小型恐龙。巢穴和化石蛋的发现表明翼龙很可能会聚在一起,并产下软壳的蛋,然后将它们掩埋以进行保护。2004年发现的一个蛋里面甚至还带有未孵化的小翼龙!根据这一发现,古生物学家能够确定这些生物很可能能够照顾好自己,甚至在孵化后不久就能飞翔。另外,头冠可能是雄性所独有的。
显然,有许多令人兴奋的研究。
翼手龙(Pterodactyle)
翼龙进化自从居维叶在1812年将他的标本命名为“翼手龙”以来,“翼手龙”一词就经常被用作所有飞行爬行动物的统称。今天,古生物学家很快指出,正确的术语是“翼龙(pterosaur)” 。
在19世纪,科学家乔治·居维叶建议这些巨型生物是爬行动物。
当自然学家在19世纪初开始研究翼龙化石时,他们可能会做出相同的反应:那是什么?他们实际上没有什么可比较的,因此,误导的理论比翼龙顺风飞行速度还快。但这是科学,新发现很快带来了新知识,如今,古生物学家对翼龙在进化史中的地位有了更多的了解。
考虑到它们具有共同的飞行能力,科学家最初尝试将翼龙与现代鸟类和蝙蝠关联起来并不奇怪。解剖学和外科教授塞缪尔·托马斯·冯·索默林(Samuel Thomas von Sommering)首先提出,这种生物是在1800年代初期的某种蝙蝠,不过只有一些漂亮的大耳朵毛茸茸的翼龙绘画支持了这种理论。古生物学家哈里·塞利(Harry Seeley)在他的1901年的著作《天空之龙》中也做了类似的描写,他在书中坚称鸟类是翼龙的后代。
尽管这两个人有很多错误的原因,但最基本的解释与翅膀有关。在蝙蝠和翼龙身上,它们的翅膀都是由在它们的手臂和腿之间伸展的薄膜制成。但是,在翅膀的外部由蝙蝠的四个手指支撑,而翼龙则只有一个手指支撑。鸟的翅膀主要靠手臂支撑,并且显然被羽毛覆盖。
不清楚的是翼龙之前发生了什么。法国博物学家居维叶在1800年代初建议翼龙是爬行动物时,朝着正确的方向迈了一步(尽管该理论在下一世纪没有得到充分的接受)。从那以后,古生物学家一直在进行枯燥的研究,试图将它们放在爬行动物的家谱上。问题在于,没有人发现过原龙类(protopterosaur) - 是翼龙和它们的蜥蜴状祖先之间的过渡化石。但这并没有阻止古生物学家猜测。在四种解释翼龙起源的主要理论中,似乎获得最大认可的一种理论是将它们放置在鸟颈总目(Ornithodira)中,有点像恐龙的姐妹群。
翼龙不是恐龙
翼龙飞行不要试图将翼龙称为“飞行的恐龙”。虽然这两组可能是相关的,但它们不是同一回事。就像有人说我们是有袋动物一样:他们有一些共同点,但仍然存在一些非常大的差异。
多年来,研究人员一直怀疑翼龙的飞行能力,但我们现在知道它们强大的手臂和轻巧的翅膀如何将它们发射出去。
很难想象像长颈鹿大小的任何动物会从地面起飞并在空中长时间停留。毕竟,鸟和蝙蝠远没有那么大!但是当涉及翼龙时,请不要忘记您对现代飞行器的了解。这些飞行的爬行动物在我们长羽毛的朋友之前飞了大约8000万年,它们拥有自己的策略,可以飞向空中并在史前地球翱翔。而且,事实证明,他们实际上很擅长飞行。
翼龙的翅膀由在腿、手臂和特别长的四指之间伸展的膜组成。它们的飞行骨骼,空心且像扑克牌一样薄,具有令人难以置信的轻巧和灵活,同时也非常结实。他们支撑着皮肤和肌肉膜,从前到后的长纤维加强了皮肤和肌肉膜。该系统允许翼龙调整其翅膀的张力和形状,以实现最大的飞行能力。
但是他们是如何起飞的呢?像现代的蝙蝠和鸟类一样,翼龙不是直接拍打翅膀飞向空中。他们必须先向空中发射,然后再展开机翼。起初,古生物学家认为它们是通过后腿跳起来的,因为那是鸟类的策略。但是,对翼龙解剖学的进一步研究表明,这些生物的手臂实际上比它们的腿更强壮 - 与鸟类完全相反。再加上新的发现,它们是四足动物(四肢行走),表明翼龙还利用所有四个肢体将自己弹向空中。更多的肢体意味着更大的力量,甚至最大的翼龙都可以做到。
尽管这种起飞策略已有2亿多年的历史,但最近已引起美国国防部的关注。他们希望与翼龙研究人员合作,开发一种飞机系统,该系统可使飞行员快速进行垂直发射或无需大量燃料即可起飞。
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