如何让鹰头马身有翼兽飞翔以及其他奇思妙想

奇幻生物出现在世界各地文化的 myth 和传说中。 这些生物形态各异。 有些奔跑、爬行、游泳或 burrow。 它们中的许多都会飞。 作为研究化石鸟类和翼龙的古生物学家（哈比卜）和为书籍和电影设计生物的插画家（惠特拉奇），我们对飞行的生物力学以及如何逼真地描绘飞行野兽特别感兴趣。 我们最近合作出版了一本关于该主题的书，名为飞行怪物：图解飞行脊椎动物（将于 2021 年由 Design Studio Press 出版），该书涵盖了真实和虚构的动物。 在接下来的篇幅中，我们将对书中描绘的三种奇异生物进行评论，并解释支撑它们的科学，同时将它们扎根于现实。

重塑经典：飞马

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飞马在 myth 和故事中比比皆是。 最著名的大概是珀伽索斯，希腊传说中的飞马，当英雄珀尔修斯砍下蛇发女妖美杜莎的头颅时，它从美杜莎的血液中诞生。 稍微不太为人所知的是鹰头马身有翼兽，一种半马半鸟的掠食者，它既能在地面上像马一样疾驰，又能跃入空中像鹰一样飞翔。

我们将经典的鹰头马身有翼兽重新想象为马和翼龙的混合体。 这种混合体将使这种动物能够在马的大小起飞。 几个因素似乎有助于巨型翼龙（如风神翼龙、Cryodrakon 和 Hatzegopteryx）在保持飞行能力的同时达到如此巨大的体型：它们的骨骼相对于其强度而言很轻，它们的翅膀由肌肉和皮肤膜形成，而不是由相对较重的羽毛形成，并且它们可能同时使用折叠的翅膀和后肢从地面上推开，然后将自己弹射到空中——这比仅由后肢执行的跳跃更有力。 就像这些翼龙一样，我们的鹰头马身有翼兽（实际上是鹰翼马）可以使用它的翅膀作为跳跃肢体来执行起飞。

这种起飞方式适用于前肢兼作翅膀的四足飞马，也适用于翅膀是第三对肢体的六足飞马。 在后一种情况下，翅膀与四条奔跑的肢体串联，以更伸展的姿势推向地面。 这两种配置有不同的考虑因素：构建具有飞行能力的六足动物需要堆叠肩胛骨，而四足动物则需要完全重建肩膀，因为真正的马无法将前肢抬到侧面，更不用说抬到背部上方了。

为了起飞而将翅膀与地面接触，使翅膀肌肉发挥双重作用，是将马大小的幻想生物送入空中的最现实方法。 凭借脊椎动物典型的肌肉生理学和骨骼强度，以及略微类似于翼龙的四足体型，800 磅可能是这种生物在仍能飞行的前提下可能达到的最大重量。 如果飞马的骨骼中有很多气腔，就像巨型翼龙那样（也像今天的许多鸟类一样），那么它的重量可能小于 800 磅，并且仍然可以保持全尺寸的马的外形。 或者，添加比巨型翼龙更大的肌肉或更长的肢体用于跳跃可能会提高尺寸限制。 凭借正确的解剖结构，即使是 1,200 磅重的飞马也能飞翔。

在我们的鹰头马身有翼兽中，背部的肌肉驱动上划，胸部的肌肉驱动下划，就像活着的蝙蝠和早已灭绝的翼龙一样。 相比之下，鸟类的胸部同时拥有这两组肌肉。 采用蝙蝠或翼龙式的飞行肌肉排列，胸部可以达到合理的尺寸。 相比之下，如果采用鸟类式的排列，胸部将不得不变得非常大，以至于显得笨拙。 蝙蝠或翼龙的状况也是六足身体计划的更现实的选择，在这种计划中，堆叠的肩胛骨使得鸟类式的肌肉结构成为不可能。

描绘形而上学：圣经中的天使

尽管天使在犹太教-基督教的故事、艺术和传统中占据中心地位，但在现存的宗教 texts 中很少有关于天使的任何身体细节的描述。 在现代的诠释中，这些天上的生物通常被描绘成有翅膀的人类，但圣经中关于天使的少量文字描述表明，天使的形态要复杂得多：许多天使被描述为令人恐惧，据说任何遇到他们的人都会被恐惧所淹没。 圣经的两本书——《启示录》和《以西结书》——包含了最详细的身体描述。 两者似乎都描绘了相同的四个天使，有时被称为四活物。

这两部 text 中的描述在某些细节上达成一致，但在一些值得注意的方面存在差异。 在《启示录》中，这些强大的天使被描绘成类似于狮子、牛、人和鹰。 相反，根据《以西结书》，只有他们的脸像这些生物。 《启示录》中的天使有三对翅膀；《以西结书》中的天使有两对覆盖着眼睛的翅膀，他们的飞行被描述为“盘旋”，在天使绕着上帝的宝座 flutter 时，周围环绕着大量的雷声、闪电和电浆。

早期的一个著名诠释，由三世纪的主教和基督教殉道者维克多林努斯·佩陶普及开来，将这四个生物等同于四福音书作者。 在这种理解中，狮子代表马可，牛代表路加，鹰代表约翰，人代表马太。

我们描绘了马太，主要是按照《以西结书》中的描述，尽管，像《启示录》中那样，只有一张脸（《以西结书》给了每个天使四张脸）。 我们还从化石记录中汲取了真实世界的灵感。 对于身体计划，我们借鉴了小盗龙，一种有四个翅膀的飞行恐龙。 最近的研究得出结论，小盗龙及其近亲可能通过拍打前翅并在身体下方保持后翅来飞行，以帮助保持稳定性和 maneuverability。 因此，我们的马太拥有拍打的、推进式的前翅，并且他垂直地保持着他的后翅。

对于整体比例，我们转向了已知的最大的空中动物：巨型 Azhdarchid 翼龙。 这些飞行爬行动物包括诸如风神翼龙和Cryodrakon之类的动物，它们的体重都增长到数百磅，翼展超过 30 英尺。 这些巨大的翼龙是奇怪的“前置”动物，有着巨大的头部、颈部、胸部和手臂。 我们对马太的渲染以类似人类（但明显是外星人）的头部为特色，顶部是巨大的Cryodrakon风格的颈部。 扩大的胸部容纳了大型飞行肌肉，翅膀的相应前掠使升力中心与质量中心对齐。 由此产生的生物既宏伟又可怕——而且在生物力学上是可行的。

无翼飞行：亚洲龙

亚洲龙，尤其是中国、越南和日本神话中的龙，在解剖学上以可信的方式来表现它们是具有挑战性的，因为这些生物始终被描绘成在没有翅膀的情况下飞行。 它们通常具有蛇形的身体计划，但在传统 lore 中，它们与蛇无关。 相反，这些龙通常被描述为具有哺乳动物和鱼类，尤其是鲤鱼的共同特征，并且它们与河流、雨水、闪电和风暴有关。

为了从真实世界中找到好的模型来使用，我们转向了无翼飞行的活体动物。 金花蛇属的滑翔蛇做得非常出色，在没有任何肢体的情况下一次飞行数十英尺。 它们在空中滑翔时会进行一系列 S 形曲线和扭转运动，这很好地近似了中国和日本传统艺术中经常描绘的飞龙蜿蜒曲折的路径。 （中国的舞龙者以九人或更多人的团队合作，用杆子移动龙，形成流动、弯曲的图案。） 金花蛇属也完全来自东南亚，这使得它成为在区域上合适的蛇群，可以用来为我们的龙建模。 就像金花蛇一样，我们解剖学上合理的亚洲龙通过展平身体并在空中形成 S 形曲线来创建其主要的飞行表面。 为了解释龙的巨大尺寸，我们沿着身体和肢体添加了一些额外的“蹼”，以扩大飞行表面。

我们借鉴了真实世界中的其他不寻常的蛇，包括马达加斯加叶鼻蛇（Langaha 属），以开发传统艺术中描绘的龙的“胡须”。 这些蛇的吻部长有一个长而灵活的附属物。 通过取这样一个突起并将其分裂，我们为我们的龙创造了一组类似胡须的结构。 亚洲藤蛇（Ahaetulla 属）启发了它狭窄的脸、水平的瞳孔和眼睛上方的棱脊。

这条龙与森林溪流有关。 它会游泳、攀爬和滑翔，这使它成为一种可怕且适应性强的掠食者。 我们为这种构造所参考的所有蛇都专门捕食蜥蜴。 它们的毒牙位于下颌后部，它们的毒液会麻痹其他爬行动物。 事实上，在许多地区，蜥蜴和蛇最重要的掠食者是其他蜥蜴和蛇。 考虑到这一点，我们想象对幼年西方龙（也就是说，有翅膀的龙）的最大威胁是其他龙——特别是来自东方的蛇形、无翅龙。 因此，我们对生物学灵感的运用帮助我们填补了我们龙的整个生态。 通过考虑真实动物的形态和功能之间的关系，我们可以从新的角度想象神话生物，无论是在解剖学上还是在行为上。