翼龍的簡單歷史

翼龍的簡單歷史

諾氏風神翼龍(Quetzalcoatlus northropi)是一架小型飛機,它是白堊紀上空飛行的最大翼龍之一。

翼龍(pterosaurs)以希臘語命名,意為“有翼的蜥蜴”,是一群飛行的爬行動物,大約在2.15億年前出現在地球上。它們是最早出現在空中的脊椎動物,比鳥類和蝙蝠早出現數千萬年和上億年。儘管從技術上講它們不是恐龍,但它們與恐龍大約生活在同一時期,並且在大約6500萬年前,由於彗星撞擊使地球陷入混亂,它們滅絕了。在他們的飛行結束時,翼龍已經遍佈全球,居住在現在的北美、南美、歐洲、亞洲、非洲和澳大利亞。

不幸的是,我們沒有時間機器讓我們回到翼龍時代,但是我們有古生物學家,研究和解釋化石的科學家。他們已經能夠利用古老的岩石和骨頭來發現一些有關這些生物如何進化,它們看起來像什麼以及如何飛行的驚人發現。一旦瞭解了翼龍,您就會明白為什麼有人稱它們為“天龍”。

翼龍類型

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無齒翼龍(Pteranodons)塑造了當今流行的典型翼龍形象。

多數人從電影中瞭解翼龍,但不幸的是,電影並不能說明這些神奇生物的多樣性。比如,它們出現在1933年的《金剛》和2001年的《侏羅紀公園III》中。實際上,古生物學家已經鑑定出大約130種翼龍類,有飛機大小的諾氏風神翼龍(Quetzalcoatlus northropi),也有不到小型鳴禽大小的隱居森林翼龍(Nemicolopterus crypticus)。有的有牙齒,有的有尾巴,頭冠的形狀和大小各不相同。事實證明,事實比電影更有趣。

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隱居森林翼龍(Nemicolopterus crypticus)

但是在我們繼續前進之前,好萊塢是從哪裡得到靈感的?一種來自無齒翼龍的翼龍,翼展寬達7米,有無齒的長喙和骨質頭冠。電影製片人很可能會選擇這些標誌性的生物,因為它們是最早期發現的,而且經常被發現。古生物學家OC Marsh於1870年在堪薩斯州西部收集了第一批化石,自那時以來,已經挖掘了1000多份標本,使其成為地球上代表性最強的翼龍之一。無齒翼龍也是美國發現的第一個翼龍,沒有什麼比英雄形象更適合了!

無齒翼龍本身有點怪異,而其他翼龍則將事物帶到了一個全新的高度。其中一種方法是跨越整個頭部的頭冠。以皇帝古神翼龍(Tapejara imperator)為例,它是巴西東北部白堊紀晚期的一種翼龍。它的頭冠看起來像是一艘帆船的帆從頭顱的後部向外扇開,簡直是是該國狂歡節慶典的完美配飾。同時期的另一種翼龍-夜翼龍(Nyctosaurus),長著鹿角式的頭冠,足有其頭骨的3倍長。

翼龍的簡單歷史

皇帝古神翼龍(Tapejara imperator)

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夜翼龍(Nyctosaurus)

然後是南方翼龍(Pterodaustro),一種始於阿根廷白堊紀的翼龍。這種生物比無齒翼龍小得多,翼展剛好超過1.3米,並且有一條長而向上彎曲的鼻子。埋在下頜中的有1000多個長的針狀牙齒,使南方翼龍看起來像是具有巨大的牙齒。這種奇特的外觀使一個翼龍研究人員稱其為“帶翅膀的牙刷” 。

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南方翼龍(Pterodaustro)

頭冠

翼龍最獨特的特徵之一是頭冠,這是一種由角質材料和骨骼支撐的軟組織構成的醒目的結構。一些證據表明它們甚至可能有鮮豔的顏色。無論確切外觀如何,對於頭冠的實際用途都存在重大分歧。一些古生物學家認為他們幫助翼龍區分彼此,而另一些古生物學家則認為它們吸引了伴侶、調節熱量,或在空中充當舵或在水中充當龍骨。

翼龍的證據

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很難找到好的翼龍化石,因為在化石過程中,小動物的薄而空心的骨頭通常不能很好地固定住。那些確實存在的故事講述了這些古老的爬行動物如何飛翔的迷人故事。

在古生物學者弄清楚如何使翼龍重生於侏羅紀公園之前,他們將不得不依靠化石來解釋這些生物的形態。自從18世紀末首次發現翼龍以來,他們一直在試圖做到這一點,並且取得了不同程度的成功。

可以看到,好的翼龍化石相對稀少,而且常常不完整,因為它們的輕而中空的骨頭易碎,特別不適合化石的保存。即使找到了好的標本,在提取,運輸和準備時也很容易損壞。因此,翼龍提出了一個特別具有挑戰性的難題,古生物學家仍在努力拼湊。

沒有人能確切地知道是誰找到了第一個翼龍骨架,可以確定的是它是在1767年至1784年之間的某個時間裡在德國一個擁有1.5億年曆史的石灰岩層中挖出的。然後,標本到了意大利自然科學家科西莫·亞歷山德羅·科里尼(Cosimo Alessandro Collini)手裡,他實際上並不知道該怎麼做。他錯誤地得出結論,認為翼龍的異常長的四指支撐著一個划水用的鰭,儘管他解釋說,骨骼是在一個古老的瀉湖中發現的,周圍環繞著化石化的海洋生物。直到1801年,法國博物學家喬治·居維葉(Georges Cuvier)才指出標本(後來被他稱為“翼手龍pterodactyle”)不是鰭,而是翅膀。儘管人們早期對翼龍非常關注,但由於化石稀缺且對它的瞭解很少,古生物學家很快就對它們失去了興趣。

到1970年代,現代理論和技術使翼龍重新成為人們關注的焦點。儘管古生物學家早就懷疑飛行的爬行動物是食魚者,但新的研究表明它們的採食率要低得多,其飲食也包括微小的淡水無脊椎動物,甚至小型恐龍。巢穴和化石蛋的發現表明翼龍很可能會聚在一起,併產下軟殼的蛋,然後將它們掩埋以進行保護。2004年發現的一個蛋裡面甚至還帶有未孵化的小翼龍!根據這一發現,古生物學家能夠確定這些生物很可能能夠照顧好自己,甚至在孵化後不久就能飛翔。另外,頭冠可能是雄性所獨有的。

顯然,有許多令人興奮的研究。

翼手龍(Pterodactyle)

自從居維葉在1812年將他的標本命名為“翼手龍”以來,“翼手龍”一詞就經常被用作所有飛行爬行動物的統稱。今天,古生物學家很快指出,正確的術語是“翼龍(pterosaur)” 。

翼龍進化

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在19世紀,科學家喬治·居維葉建議這些巨型生物是爬行動物。

當自然學家在19世紀初開始研究翼龍化石時,他們可能會做出相同的反應:那是什麼?他們實際上沒有什麼可比較的,因此,誤導的理論比翼龍順風飛行速度還快。但這是科學,新發現很快帶來了新知識,如今,古生物學家對翼龍在進化史中的地位有了更多的瞭解。

考慮到它們具有共同的飛行能力,科學家最初嘗試將翼龍與現代鳥類和蝙蝠關聯起來並不奇怪。解剖學和外科教授塞繆爾·托馬斯·馮·索默林(Samuel Thomas von Sommering)首先提出,這種生物是在1800年代初期的某種蝙蝠,不過只有一些漂亮的大耳朵毛茸茸的翼龍繪畫支持了這種理論。古生物學家哈里·塞利(Harry Seeley)在他的1901年的著作《天空之龍》中也做了類似的描寫,他在書中堅稱鳥類是翼龍的後代。

儘管這兩個人有很多錯誤的原因,但最基本的解釋與翅膀有關。在蝙蝠和翼龍身上,它們的翅膀都是由在它們的手臂和腿之間伸展的薄膜製成。但是,在翅膀的外部由蝙蝠的四個手指支撐,而翼龍則只有一個手指支撐。鳥的翅膀主要靠手臂支撐,並且顯然被羽毛覆蓋。

不清楚的是翼龍之前發生了什麼。法國博物學家居維葉在1800年代初建議翼龍是爬行動物時,朝著正確的方向邁了一步(儘管該理論在下一世紀沒有得到充分的接受)。從那以後,古生物學家一直在進行枯燥的研究,試圖將它們放在爬行動物的家譜上。問題在於,沒有人發現過原龍類(protopterosaur) - 是翼龍和它們的蜥蜴狀祖先之間的過渡化石。但這並沒有阻止古生物學家猜測。在四種解釋翼龍起源的主要理論中,似乎獲得最大認可的一種理論是將它們放置在鳥頸總目(Ornithodira)中,有點像恐龍的姐妹群。

翼龍不是恐龍

不要試圖將翼龍稱為“飛行的恐龍”。雖然這兩組可能是相關的,但它們不是同一回事。就像有人說我們是有袋動物一樣:他們有一些共同點,但仍然存在一些非常大的差異。

翼龍飛行

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多年來,研究人員一直懷疑翼龍的飛行能力,但我們現在知道它們強大的手臂和輕巧的翅膀如何將它們發射出去。

很難想象像長頸鹿大小的任何動物會從地面起飛並在空中長時間停留。畢竟,鳥和蝙蝠遠沒有那麼大!但是當涉及翼龍時,請不要忘記您對現代飛行器的瞭解。這些飛行的爬行動物在我們長羽毛的朋友之前飛了大約8000萬年,它們擁有自己的策略,可以飛向空中並在史前地球翱翔。而且,事實證明,他們實際上很擅長飛行。

翼龍的翅膀由在腿、手臂和特別長的四指之間伸展的膜組成。它們的飛行骨骼,空心且像撲克牌一樣薄,具有令人難以置信的輕巧和靈活,同時也非常結實。他們支撐著皮膚和肌肉膜,從前到後的長纖維加強了皮膚和肌肉膜。該系統允許翼龍調整其翅膀的張力和形狀,以實現最大的飛行能力。

但是他們是如何起飛的呢?像現代的蝙蝠和鳥類一樣,翼龍不是直接拍打翅膀飛向空中。他們必須先向空中發射,然後再展開機翼。起初,古生物學家認為它們是通過後腿跳起來的,因為那是鳥類的策略。但是,對翼龍解剖學的進一步研究表明,這些生物的手臂實際上比它們的腿更強壯 - 與鳥類完全相反。再加上新的發現,它們是四足動物(四肢行走),表明翼龍還利用所有四個肢體將自己彈向空中。更多的肢體意味著更大的力量,甚至最大的翼龍都可以做到。

儘管這種起飛策略已有2億多年的歷史,但最近已引起美國國防部的關注。他們希望與翼龍研究人員合作,開發一種飛機系統,該系統可使飛行員快速進行垂直髮射或無需大量燃料即可起飛。


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