近一个世纪以来,科学家们一直努力解释已灭绝的爬行动物翼龙是如何设法离开地面的。对于较小的翼龙,鸟类模型就足够了;从静止状态拍打翅膀或跑步起飞都可以。但是对于较大的翼龙,其中一些翼展达26英尺,重达200磅,科学家们找不到可以解释起飞的鸟类模型。
约翰·霍普金斯大学研究功能解剖学和进化的迈克尔·哈比卜认为,那是因为它们的起飞方式不像鸟类。在分析了这些生物的生物力学之后,哈比卜提出,翼龙是通过使用所有四肢进行站立跳跃进入天空来起飞的,而不是像更广泛假设的那样,通过后肢奔跑或从高处跳下。
哈比卜说:“我最初是一名鸟类研究员。我对飞行动物的机械极限产生了兴趣,这自然而然地引向了翼龙。”
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
像风神翼龙这样的翼龙牢牢地位于这些极限的远端。即使有类似鸟类的空心骨骼,风神翼龙的体重也在250到550磅之间,翼展约为36英尺。相比之下,信天翁的体重约为18磅,翼展为11英尺。它必须以某种方式起飞,但没有人能很好地猜测是如何起飞的。
通过分析翼龙臂骨的形状,哈比卜计算出前肢可以承受远大于飞行过程中遇到的应力。但是,如果永远不会经历高应力,为什么要进化出强化的翅膀呢?然后,哈比卜将大型翼龙的四足步态与他在吸血蝙蝠身上看到的跳跃式四足起飞联系起来。如果大型翼龙使用所有四肢离开地面,那将解释超强的前肢并解决翼龙起飞之谜。
但仅仅因为动物可以做某事并不意味着它做了,一些古生物学家仍然不相信哈比卜的数据实际上解释了翼龙是如何离开地面的。“当我阅读手稿时,我的第一反应是,‘嗯,这很奇怪。’但如果你研究翼龙,你就会习惯奇怪的事情,”英国莱斯特大学的古生物学家、《翼龙:来自远古时代》一书的作者大卫·昂温评论道。“大型和巨型翼龙构成了一个问题,”他解释说,“因为它们需要达到的飞行速度非常高,每小时 30 或 40 英里,我很难理解它们如何从站立跳跃中获得如此快的速度。”
加州大学伯克利分校的古生物学家凯文·帕迪安也质疑哈比卜的一些结论。帕迪安说,他认为较小的翼龙(有些像麻雀大小)是双足行走的,因此用两条腿而不是四条腿起飞。他也不认为哈比卜涵盖了每种相关的骨骼应力。
翼龙研究者和研究翼龙的研究者之间的分歧在古生物学领域相当普遍。昂温和哈比卜都认为,翼龙凭借其令人难以置信的体型和飞行能力,吸引了更多关注物理学而非史前生物学的生物力学专家。“由于翼龙的奇异性质,它们吸引了古生物学以外的关注,”昂温说。“因此,我们有不成比例的非古生物学领域的人进来,很多人准备尝试空气动力学,但他们首先不是翼龙研究者。”
尽管如此,所有人都同意哈比卜提出了有趣的观点,而且这些观点不仅仅适用于生物力学。证明大型翼龙可以在不必从悬崖上跳下来的情况下起飞,扩大了它们可能居住的范围,引发了关于大型翼龙生态的各种问题。帕迪安说:“每次我们认为我们已经弄清楚它们时,它们都会给我们另一个意外。”
这个故事最初以标题“飞跃的蜥蜴”发表