本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点
北卡罗来纳州罗利市——鸟类的祖先是如何演化出飞行能力的?鸟类起源于小型、食肉恐龙这一点已经确定。然而,这些生物究竟是如何征服天空的仍然是一个谜。现在,一项针对一种有争议的带羽毛恐龙的新研究的作者表示,他们已经解决了这个问题的关键方面——即,这些动物一旦升空,是如何控制飞行的。
关于鸟类飞行是如何演化的,长期以来有两种理论占主导地位。在所谓的奔跑理论中,飞行能力出现在陆生恐龙身上,它们伸展手臂在地面上奔跑,追逐猎物或躲避危险时跃入空中,其翼羽提供升力。相比之下,树栖理论认为,飞行起源于树栖恐龙,这些恐龙是为滑翔而生的,它们开始拍打手臂是为了在空中停留更长的时间。
2003年,一块带羽毛的恐龙化石出土,据称可以阐明飞行是如何演化的问题。这个大约有1.25亿年历史的标本除了前肢之外,后肢也显示出羽毛的证据,这促使研究人员将这只像乌鸦大小的动物小盗龙描述为四翼恐龙。伴随化石遗骸描述的是一幅令人震惊的艺术家复原图,显示这只鸟的后肢向两侧伸展,像在做劈叉一样飞行。作者认为,带羽毛的后肢与前肢翅膀一起充当翼型,帮助动物滑翔。批评者不以为然。
支持科学新闻
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报道 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。
这项新研究描绘了小盗龙神秘的后肢是如何发挥作用的不同图景。在10月20日在北卡罗来纳州罗利市举行的脊椎动物古生物学会(SVP)年会上,南加州大学的迈克尔·哈比卜(Michael Habib)和贾斯汀·霍尔(Justin Hall)在两次演讲中指出,在平稳飞行期间,后肢通常会保持在身体下方,然后在不稳定的机动(如转弯)期间部署以产生旋转运动(侧倾)或左右运动(偏航)。该团队报告说,他们的数学模型表明,小盗龙的后翅能够使其转弯速度是两翼动物的两倍——这对于在其杂乱的环境中躲避树木很有用。研究人员说,为了补充后肢在转弯和制动方面的作用,小盗龙的尾巴控制着上下运动(俯仰)。哈比卜指出,“尾巴控制俯仰,‘后翼’产生侧倾,主翼进行多用途控制,这种组合将使小盗龙成为一种高度可操纵的动物。”
霍尔在向媒体发表的声明中说:“这项研究提供了一种合理的机制,解释了其他方面具有很强的迅猛龙式身体的恐龙是如何飞向天空并在飞行中控制自己的。” “很明显,坠毁对动物的长期健康不利,但直到现在,我们还不太了解最早的飞行恐龙是如何避免这种灾难的,因为它们的翼结构相对简单。” 哈比卜补充说,这种所谓的分布式控制系统可能是一次独立的飞行实验,对鸟类飞行的演化没有影响,或者它可能代表了鸟类飞行演化过程中的一个中间阶段,之后大部分控制功能转移到了前肢。演讲的合著者包括伦敦大学玛丽女王学院的戴维·霍恩(David Hone)和洛杉矶县自然历史博物馆的路易斯·基亚佩(Luis Chiappe)。
并非所有人都被该团队的论点说服。加州大学伯克利分校的鸟类演化专家凯文·帕迪安(Kevin Padian)指出,演讲的重点是后肢对滑翔动物的影响,而不是对拍打翅膀的动物的影响。去年在SVP会议上,他提出了滑翔机和飞行器彼此完全无关的证据。他说,“没有任何证据表明滑翔参与了拍打式飞行的演化。” 他质疑,当前肢形状与拍打飞行而不是滑翔一致,并且后肢会产生如此大的阻力时,为什么该团队的模型会关注滑翔参数。