巨型翼龍如何起飛

生物力學表明,長頸鹿大小的翼龍可能從四肢跳躍以離開地面

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近一個世紀以來,科學家們一直努力解釋已滅絕的爬行動物翼龍是如何設法離開地面的。對於較小的翼龍,鳥類模型就足夠了;從靜止狀態拍打翅膀或跑步起飛都可以。但是對於較大的翼龍,其中一些翼展達26英尺,重達200磅,科學家們找不到可以解釋起飛的鳥類模型。

約翰·霍普金斯大學研究功能解剖學和進化的邁克爾·哈比卜認為,那是因為它們的起飛方式不像鳥類。在分析了這些生物的生物力學之後,哈比卜提出,翼龍是透過使用所有四肢進行站立跳躍進入天空來起飛的,而不是像更廣泛假設的那樣,通過後肢奔跑或從高處跳下。

哈比卜說:“我最初是一名鳥類研究員。我對飛行動物的機械極限產生了興趣,這自然而然地引向了翼龍。”


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像風神翼龍這樣的翼龍牢牢地位於這些極限的遠端。即使有類似鳥類的空心骨骼,風神翼龍的體重也在250到550磅之間,翼展約為36英尺。相比之下,信天翁的體重約為18磅,翼展為11英尺。它必須以某種方式起飛,但沒有人能很好地猜測是如何起飛的。

透過分析翼龍臂骨的形狀,哈比卜計算出前肢可以承受遠大於飛行過程中遇到的應力。但是,如果永遠不會經歷高應力,為什麼要進化出強化的翅膀呢?然後,哈比卜將大型翼龍的四足步態與他在吸血蝙蝠身上看到的跳躍式四足起飛聯絡起來。如果大型翼龍使用所有四肢離開地面,那將解釋超強的前肢並解決翼龍起飛之謎。

但僅僅因為動物可以做某事並不意味著它做了,一些古生物學家仍然不相信哈比卜的資料實際上解釋了翼龍是如何離開地面的。“當我閱讀手稿時,我的第一反應是,‘嗯,這很奇怪。’但如果你研究翼龍,你就會習慣奇怪的事情,”英國萊斯特大學的古生物學家、《翼龍:來自遠古時代》一書的作者大衛·昂溫評論道。“大型和巨型翼龍構成了一個問題,”他解釋說,“因為它們需要達到的飛行速度非常高,每小時 30 或 40 英里,我很難理解它們如何從站立跳躍中獲得如此快的速度。”

加州大學伯克利分校的古生物學家凱文·帕迪安也質疑哈比卜的一些結論。帕迪安說,他認為較小的翼龍(有些像麻雀大小)是雙足行走的,因此用兩條腿而不是四條腿起飛。他也不認為哈比卜涵蓋了每種相關的骨骼應力。

翼龍研究者和研究翼龍的研究者之間的分歧在古生物學領域相當普遍。昂溫和哈比卜都認為,翼龍憑藉其令人難以置信的體型和飛行能力,吸引了更多關注物理學而非史前生物學的生物力學專家。“由於翼龍的奇異性質,它們吸引了古生物學以外的關注,”昂溫說。“因此,我們有不成比例的非古生物學領域的人進來,很多人準備嘗試空氣動力學,但他們首先不是翼龍研究者。”

儘管如此,所有人都同意哈比卜提出了有趣的觀點,而且這些觀點不僅僅適用於生物力學。證明大型翼龍可以在不必從懸崖上跳下來的情況下起飛,擴大了它們可能居住的範圍,引發了關於大型翼龍生態的各種問題。帕迪安說:“每次我們認為我們已經弄清楚它們時,它們都會給我們另一個意外。”

這個故事最初以標題“飛躍的蜥蜴”發表

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