“智能”翅膀使翼龙成为敏捷的飞行者

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科学家们利用 CAT 扫描(现代医院的常用设备)来观察已灭绝的爬行动物——翼龙的头部内部,翼龙是恐龙时代最早出现的飞行脊椎动物。 今天发表在《自然》杂志上的研究结果表明,一种特殊的大脑和内耳结构使这些生物能够成功地飞行和捕猎。

俄亥俄大学的劳伦斯·M·威特默和他的同事分析了两种翼龙的化石头骨:生活在 1.5 亿年前(现在的德国境内)的喙嘴翼龙 (Rhamphorhynchus) 和生活在 1.15 亿年前(在现在的巴西境内发现)的无齿翼龙 (Anhanguera)。 由于这些遗骸非常脆弱,制作模型极其困难,研究人员转而使用计算机轴向断层扫描技术。 他们使用的 CAT 扫描仪比用于医疗目的的机器强大许多倍,使他们能够开发出两种翼龙大脑腔和耳道的三维计算机图像。 然后,研究小组将结果与从鳄鱼和鸟类(这些生物现存的近亲)获得的图像进行了比较。 威特默解释说:“我们可以比较翼龙和鸟类,以检验关于进化上相似但仍然截然不同的动物如何适应空中生活的假设。”

科学家们注意到已灭绝的空中爬行动物与它们现存的近亲之间存在许多差异。 首先,在无齿翼龙 (Anhanguera) 中,半规管(有助于平衡的内耳结构)非常大。 此外,它们的朝向表明,与喙嘴翼龙 (Rhamphorhynchus) 和其他头部水平方向捕猎的脊椎动物不同,无齿翼龙 (Anhanguera) 是用鼻子朝下捕猎的。


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大脑中称为小脑绒球的区域的大小尤其值得注意,该区域参与控制运动。 在喙嘴翼龙 (Rhamphorhynchus) (一种翼展三英尺、头骨四英寸的小型物种)和体型更大的无齿翼龙 (Anhanguera) (翼展 14 英尺、头骨 20 英寸)中,小脑绒球约占大脑总质量的 7.5%。 相比之下,鸟类仅使用大约 2% 的大脑用于该区域,而哺乳动物的使用量甚至更少。 (上图显示了无齿翼龙 (Anhanguera) (前景)和喙嘴翼龙 (Rhamphorhynchus)。 小脑绒球以绿色显示。) 科学家们认为,这种增大是处理翼龙翼膜收集的大量信息所必需的。 威特默评论说:“它们将翅膀用作额外的感觉器官,并将其与颈部、头部以及最终的眼睛运动联系起来。 “身体可以改变位置,但眼睛始终专注于猎物。” 这种适应性使这些生物成为敏捷的飞行者。 柏林洪堡大学的大卫·M·昂温在随附的评论中写道:“配备了‘智能’翅膀,翼龙本应具有出色的飞行控制能力。 “尽管它们很古老,但它们甚至可能比现代鸟类和蝙蝠表现得更好。”

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