18新利最新登入翼龙是如何工作的

风神翼龙有一架小型飞机那么大,是白垩纪天空中最大的翼龙之一。
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想象一下跳进时间机器。你会发现时间和位置旋钮预设为“7000万年前”和“西德克萨斯”。你会想,为什么不呢?犹豫了一下,你按下了亮红色的开始按钮,砰!你会被带到一个古老的泛滥平原,那里点缀着柏树、月桂树、红树林和各种球果树。令人惊讶的是,这似乎奏效了[来源:NPS]。

惊慌失措,你查看手机,但无济于事——你已经到了白垩纪晚期。当你清醒地意识到帮助是遥不可及的时候,你会有一种不安的感觉,好像有什么东西在你身后。当你旋转时,一只36英尺(11米)宽、小型飞机大小的巨大带翼野兽以接近67英里/小时(108公里/小时)的速度在你上方的空气中划过[来源:卡斯特罗]。

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吓坏了,你扑倒在地上,它降落在附近。仔细一看,你会发现一种巨大的爬行动物,它的翅膀与你见过的任何鸟类或蝙蝠都不同。这种生物用四肢行走,用长而无牙的喙在植被中觅食,最终抓住了躲在灌木丛中的一只小动物。这个怪物和长颈鹿一样高Quetzalcoatlus northropi美国是世界上最大的国家之一翼龙为史前的天空增光添彩[来源:Witton和Naish]。

翼龙的名字来源于希腊语,意思是“有翼的蜥蜴”,是一群会飞的爬行动物,大约在2.15亿年前首次出现在地球上。他们是第一批脊椎动物,或脊椎动物,以采取天空,殴打鸟类和蝙蝠几百万年了。虽然严格来说它们不是恐龙,但它们生活在大致相同的时期,也在大约6500万年前彗星撞击地球时灭绝了。在飞行结束时,翼龙已经遍布全球,栖息在现在的北美、南美、欧洲、亚洲、非洲和澳大利亚[来源:昂温]。

不幸的是,我们没有时光机带我们回到翼龙时代,但我们有古生物学家他们是研究和解释化石的科学家。他们能够利用古老的岩石和骨头来发现一些非常惊人的东西,关于这些生物是如何进化的,它们的样子以及它们是如何飞行的。18新利最新登入一旦你了解了翼龙,你就会明白为什么有些人称它们为“天空之龙”。

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翼龙类

翼龙塑造了今天大众想象中的翼龙形象。18新利最新登入
Elenarts / iStock /思想库

大多数人都是从电影中了解翼龙的,但不幸的是,这些描述并没有捕捉到这些神奇生物的多样性。里面的那个金刚例如,1933年的《侏罗纪公园3》(Jurassic Park III, 2001年)与近70年后的《侏罗纪公园3》(Jurassic Park III, 2001年)几乎一模一样。事实上,古生物学家已经确定了大约130种翼龙,从飞机大小不等Quetzalcoatlus northropiNemicolopterus crypticus,比一只小鸣禽大不了多少[资料来源:WittonWang等。]。有的长着牙齿,有的长着尾巴,头冠的形状和大小各不相同。事实证明,真相比小说更有趣。

但在我们继续之前,好莱坞的灵感是从哪里来的?主要来自翼龙这是一种翼龙,翼展可达22英尺(7米),长而无齿的喙和骨冠[来源:昂温]。电影制片人之所以抓住这些标志性的生物,可能是因为它们被发现得早,而且经常被发现。古生物学家O.C. Marsh于1870年在堪萨斯州西部收集了第一块化石,从那以后,已经挖掘出了1000多个标本,使它成为地球上最具代表性的翼龙之一。翼龙也是在美国发现的第一个翼龙,没有什么比美国英雄更让电影观众喜欢的了!(来源:班尼特昂温]

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虽然翼龙本身就有点奇怪,但其他翼龙把事情推向了一个全新的高度。一种方法是穿过那些头冠。取Tapejara最高统治者这是巴西东北部发现的白垩纪晚期的翼龙。它的头饰,看起来像从头骨后部向外扇形的船帆,是这个国家的完美配件狂欢节庆祝[来源:Hone等人。]。那个时期的另一种翼龙Nyctosaurus它长着一个角状的头冠,长度是头骨的三倍,看起来就像戴着一套电视天线兔耳朵[来源:班尼特]。

然后是Pterodaustro这是一种起源于阿根廷白垩纪早期的翼龙。这种生物比无齿翼龙小得多,翼展只有4英尺多(1.3米),它有一个长长的向上弯曲的鼻子。在它的下颚中嵌有1000多颗长长的针状牙齿,这使翼龙看起来像一个巨大的下咬。这种奇特的外观使一位翼龙研究人员将其称为“带翅膀的牙刷”[来源:Hone等人。]

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翼龙的证据

好的翼龙化石很难找到,因为这种生物的薄而中空的骨头在石化过程中通常不能很好地支撑。现存的那些讲述了一个关于这些古代爬行动物如何飞行的迷人故事。18新利最新登入
凯文·谢弗/摄影图书馆/盖蒂图片社

直到古生物学家找到让翼龙起死回生的方法18新利最新登入《侏罗纪公园》风格,他们将不得不依赖化石来解释这些生物是什么样的。自从18世纪晚期首次发现翼龙遗骸以来,他们一直在努力这样做,并取得了不同程度的成功。

好的翼龙遗骸相对稀少,而且往往不完整,因为它们的轻质中空骨骼很脆弱,不太适合石化过程。即使找到了好的标本,在提取、运输和制备过程中也很容易损坏。因此,翼龙呈现了一个特别具有挑战性的难题,古生物学家们仍在试图拼凑起来[来源:美国自然历史博物馆,“化石”]。

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没有人确切地知道是谁发现了第一个翼龙骨架,但它是在1767年到1784年之间的某个时候从德国1.5亿年前的石灰岩层中挖出来的[来源:Switek]。这个标本后来被送到意大利自然科学家科西莫·亚历山德罗·科里尼(Cosimo Alessandro Collini)那里,科里尼并不知道它是怎么制成的。他错误地得出结论,认为它异常长的无名指支撑着一个用来游泳的桨,尽管在他的辩护中,这具骨架是在一个古老的泻湖中发现的,周围是海洋生物的化石遗骸。直到1801年,法国博物学家乔治·居维叶(Georges Cuvier)才发现这种后来被他命名为“翼手龙”(pterodactyle)的标本没有桨,而是翅膀。尽管早期对翼龙的关注,但古生物学家很快就失去了对这种生物的兴趣,因为化石被证明是稀缺的,而且对它们的了解很少[来源:不妥Switek]。

到了20世纪70年代,现代理论和技术使翼龙重新成为人们关注的焦点。虽然古生物学家一直怀疑这种会飞的爬行动物是吃鱼的,但新的研究表明,它们不那么挑剔,饮食也包括微小的淡水无脊椎动物,甚至是小型恐龙。巢穴和化石蛋的发现表明,翼龙很可能聚集在一起,产下软边蛋,然后埋起来保护自己。18新利最新登入2004年发现的一枚蛋里甚至有一只未孵化的小翼龙!根据这一发现,古生物学家能够确定这些生物可能能够照顾自己,甚至在孵化后不久就能飞行。哦,那头冠呢?这些可能是男性特有的[来源:Switek昂温]。

显然,已经有很多令人兴奋的研究,但请继续关注:一位古生物学家宣布21世纪是“翼龙研究的黄金时代”。

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翼龙进化

在19世纪,科学家乔治·居维叶认为这些巨型生物是爬行动物。
Leemage/Universal Images Group/Getty Images

当博物学家第一次开始研究翼龙时化石在19世纪初,他们的反应和你可能会有的一样:那是什么?他们真的没有任何东西可以与这些骨头进行比较,因此,错误的理论开始比翼龙在顺风下飞得更快。但这是科学。新的发现很快带来了新的知识,今天古生物学家对翼龙在地球上的位置有了更多的了解进化历史。

科学家最初试图将翼龙与现代鸟类和蝙蝠联系起来,这并不太令人惊讶,因为它们都有飞行的能力。解剖学和外科学教授塞缪尔·托马斯·冯·索默林在19世纪早期首次提出这种生物是某种蝙蝠,这一理论只是得到了一些长着大耳朵的毛茸茸翼龙的伟大绘画的支持。古生物学家Harry Seeley在他1901年的著作《天空之龙》中也犯了类似的错误,他在书中坚持认为鸟类是翼龙的后代[来源:昂温]。

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虽然这两个人错的原因有很多,但最基本的解释与翅膀有关。蝙蝠和翼龙的翅膀都是由胳膊和腿之间的薄膜构成的。18新利最新登入然而,蝙蝠的翅膀外侧由四根手指支撑,翼龙则只有一根手指。鸟类的翅膀主要由它们的手臂支撑,并明显覆盖着羽毛[来源:昂温哈钦森]。

不太清楚的是在翼龙出现之前是什么。法国博物学家居维叶(Cuvier)在19世纪早期提出翼龙是爬行动物时,向正确的方向迈出了一步(尽管这一理论直到另一个世纪才得到完全接受)。从那以后,古生物学家们一直在努力把它们放在爬行动物的族谱上。问题是没有人找到一个protopterosaur——基本上是翼龙和它们的蜥蜴祖先之间的过渡化石。但这并没有阻止古生物学家的猜测。在解释翼龙祖先的四种主要理论中,似乎最被接受的一种认为它们属于鸟翼龙,有点像恐龙的姐妹类群[来源:昂温Witton]。

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翼龙飞行

多年来,研究人员一直怀疑翼龙的飞行能力,但我们现在知道了它们强壮的手臂和轻巧的翅膀是如何帮助它们在天空中飞行的。18新利最新登入
马克·加里克/科学图片库/Corbis

很难想象像长颈鹿这么大的动物能离开地面并在空中停留很长时间。毕竟,鸟类和蝙蝠远没有那么大!但说到翼龙,忘了你对现代飞行者的了解吧。这些会飞的爬行动物比我们有羽毛和毛茸茸的朋友早8000万年就飞上了天空,它们有自己的飞行策略,可以在史前地球上空翱翔[来源:哈比卜]。事实证明,他们其实很擅长这个。

正如我们之前提到的,翼龙的翅膀由一层膜组成,膜位于腿、手臂和一个特别长的无名指之间。翼骨中空,薄如扑克牌,非常轻巧灵活,但也非常结实。它们支撑着皮肤和肌膜,并由从前到后的长纤维加强。这个系统允许翼龙调整翅膀的张力和形状,以获得最大的飞行能力[来源:美国自然历史博物馆]。

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但它们是18新利最新登入如何起飞的呢?像现代蝙蝠和鸟类一样,翼龙并不是为了飞起来才扇动翅膀的;他们必须先将自己发射到空中,然后再与机翼接合。起初,古生物学家认为它们一定是从后腿上跳下来的,因为这是鸟类的行为。18新利最新登入然而,对翼龙解剖结构的进一步研究显示,这些生物的手臂实际上比腿更强壮——与鸟类完全相反。再加上新的发现,他们是有四足的(四肢行走)表明翼龙也用四肢将自己弹射到空中。更多的四肢意味着更大的力量,即使是最大的翼龙也会有一些严重的上升[来源:沃格尔]。

这种起飞策略虽然已有2亿多年的历史,但最近却引起了美国国防部的注意。他们与翼龙研究人员合作,希望开发一种飞机系统,使飞行员能够在不消耗大量燃料的情况下快速垂直发射或起飞。如果他们能够做到这一点,飞行将真正完成一个完整的循环:从第一个会飞的脊椎动物到最新的飞机技术[来源:]。

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作者注:翼龙是如何工作的18新利最新登入

和我们那一代几乎所有的小男孩一样,我喜欢恐龙。我喜欢阅读有关它们的书籍,参观有关它们的博物馆,还喜欢把它们印在t恤上。我妈说我基本上就是一部行走的恐龙百科全书,随时准备滔滔不绝地讲述从霸王龙到腕龙。想象一下,当我在研究这篇文章时,发现翼龙实际上并不是恐龙,我有多惊讶。我甚至没有使用正确的名称,而是错误地称它们为“翼手龙”。小我一定会很失望,但很高兴有这个机会澄清事实——除了妈妈,还有人听他讲述史前爬行动物的故事。

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  • 美国自然历史博物馆。“18新利最新登入翼龙是如何飞行的?”(2015年2月13日)http://www.amnh.org/exhibitions/past-exhibitions/pterosaurs-flight-in-the-age-of-dinosaurs/how-18新利最新登入did-pterosaurs-fly
  • 美国自然历史博物馆。“今日之翼龙:翼龙。”2014年3月31日。(2015年2月10日)http://www.amnh.org/explore/news-blogs/on-exhibit-posts/pterosaur-of-the-day-pterodaustro
  • 美国自然历史博物馆。“为什么翼龙化石很罕见?”(2015年2月9日)http://www.amnh.org/exhibitions/past-exhibitions/pterosaurs-flight-in-the-age-of-dinosaurs/why-are-pterosaur-fossils-rare
  • 卡斯特罗,约瑟夫。“翼手龙、翼齿龙和其他会飞的‘恐龙’。生活科学。2015年1月26日。(2015年2月11日)http://www.livescience.com/24071-pterodactyl-pteranodon-flying-dinosaurs.html
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  • 国家公园管理局。“古生物学的天堂。”(2015年2月12日)http://www.nps.gov/bibe/naturescience/dino.htm
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  • Switek,布莱恩。《为什么翼龙不是恐龙》Smithsonian.com。2010年11月18日。(2015年2月9日)http://www.smithsonianmag.com/science-nature/why-a-pterosaur-is-not-a-dinosaur-87082921/
  • 塔奎特,菲利普和凯文·帕迪安。“已知最早的翼龙修复和居维叶的骨化石的哲学起源。”Comptes Rendus Palevol。卷。3。问题2。2004年3月。
  • 比,依然。《翼龙妈妈下软蛋,新化石线索》国家地理新闻。2011年1月20日。(2015年2月9日)http://news.nationalgeographic.com/news/2011/01/110120-pterosaurs-eggs-mother-shells-crests-darwinopterus-animals-science/
  • 安温,大卫M。《翼龙:来自深时》π的新闻。2005年8月25日。
  • 沃格尔,格雷琴。“翼龙飞行的发射限制。”科学。2014年11月10日(2015年2月13日)http://news.sciencemag.org/paleontology/2014/11/launch-limit-pterosaur-flight
  • 马克·威顿著。《翼龙:自然历史,进化,解剖学》普林斯顿大学出版社。2013年6月23日。
  • 马克·威顿著。“为什么翼龙并不是那么可怕。”《卫报》。2013年8月10日(2015年2月9日)http://www.theguardian.com/science/2013/aug/11/pterosaurs-fossils-research-mark-witton
  • 威顿,马克P.和达伦奈什。阿兹达奇翼龙功能形态和古生态学的重新评价。PLoS ONE。2008年5月28日(2015年2月12日)http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0002271
  • 伍尔拉斯顿,维多利亚和莎拉·格里菲斯。“一个鸡蛋——不寻常的发现!”古代爬行动物化石揭示了神秘的翼龙是如何像现代鸟类一样筑巢的。”18新利最新登入英国《每日邮报》。2014年6月5日。(2015年2月9日)http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2649707/An-egg-traordinary-Ancient-reptile-eggs-shed-light-mysterious-Pterosaurs-nested-like-modern-day-birds.html
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