“有些翼龙会扇动翅膀，有些会翱翔”——新研究证实了这些空中巨兽的飞行能力

Josiah02

《脊椎动物古生物学杂志》发表的一项新研究表明，一些种类的翼龙通过拍打翅膀飞行，而另一些则像秃鹫一样翱翔。
人们长期以来一直在争论最大的翼龙是否能够飞翔。
然而，两种不同的大型神龙翼龙类翼龙物种（其中一种是科学上新发现的）的“非凡”和“罕见”的三维化石使科学家们推测，最大的翼龙不仅可以飞在空中，而且它们的飞行方式也可能不同。
该项新发现由美国密歇根大学、约旦自然资源管理局和雅尔穆克大学以及沙特阿拉伯沙特地质调查局的专家领导。
他们的论文详细介绍了这些化石——可以追溯到白垩纪晚期（大约 7200 万至 6600 万年前）——如何在两个不同的地点以惊人的三维方式保存下来，这两个地点保留了非洲-阿拉伯边缘的近岸环境，非洲-阿拉伯是一块包括非洲和阿拉伯半岛的古老大陆。
研究小组使用高分辨率计算机断层扫描（CT）扫描来分析翼骨的内部结构。
“挖掘小组非常惊讶地发现了三维保存的翼龙骨骼。这是非常罕见的现象，”密歇根大学地球与环境科学系的主要作者 Kierstin Rosenbach 博士解释道。
“由于翼龙的骨头是空心的，所以它们非常脆弱，如果它们被保存下来，很可能会像煎饼一样被压扁。
“由于 3D 保存非常罕见，我们对翼龙骨骼内部的样子没有太多信息，所以我想对它们进行 CT 扫描。
“完全有可能里面什么都没有保存下来，或者 CT 扫描仪的灵敏度不够高，无法区分化石骨组织和周围基质。”
不过幸运的是，研究小组的发现是“非凡的”，因为“令人兴奋的内部结构不仅被保存了下来，而且在 CT 扫描仪中清晰可见”。
阿拉伯金刚鹦鹉振翅翱翔，费城金刚鹦鹉展翅翱翔。图片来源：Terryl Whitlatch
CT 扫描显示，一只在翱翔，一只在拍打翅膀
新近收集的已知巨型翼龙 Arambourgiania philadelphiae 的标本证实了它的翼展为 10 米，并提供了其骨骼结构的第一个细节。CT 图像显示，其肱骨内部是空心的，包含一系列沿着骨骼上下盘旋的脊线。
这类似于秃鹫翼骨内部的结构。据推测，螺旋脊可以抵抗与翱翔（需要发射和维持拍动的持续动力飞行）相关的扭转载荷。
另一只被分析的标本是新发现的 Inabtanin alarabia，它的翼展长达 5 米。研究小组根据其出土地点为其命名——位于一座葡萄色的大山丘附近，名为 Tal Inab。该属名结合了阿拉伯语单词“inab”（葡萄）和“tanin”（龙）。“Alarabia”指的是阿拉伯半岛。
伊纳布坦翼龙是迄今为止在非洲-阿拉伯地区发现的最完整的翼龙之一，CT扫描显示，它的飞行骨骼结构与阿氏翼龙完全不同。
Kierstin Rosenbach 博士正在评估 Arambourgiania 肱骨，背景中是 Inabtanin 材料。图片来源：Kierstin Rosenbach 博士
飞骨内部的支柱排列呈纵横交错状，与现代扑翼鸟类的翼骨支柱相似。
这表明它已经适应了抵抗与拍打飞行相关的弯曲负荷，因此 Inabtanin 很可能以这种方式飞行——尽管这并不排除偶尔使用其他飞行方式。
“Inabtanin 中发现的支柱很酷，但并不罕见，”Rosenbach 博士说。“Arambourgiania 中的脊线完全出乎意料，我们一开始并不确定我们看到的是什么。能够看到 Arambourgiania 肱骨内衬螺旋脊线的完整 3D 模型真是太令人兴奋了。”
如何解释这种差异？
专家表示，发现不同体型的翼龙拥有不同的飞行方式“令人兴奋”，因为这为了解这些动物的生活方式打开了一扇窗户。这也提出了一些有趣的问题，例如飞行方式与体型之间的关联程度如何，以及哪种飞行方式在翼龙中更为常见。
手持 Inabtanin 翼骨的人员，从左到右依次为：Kierstin Rosenbach 博士、Monique Perez 和 Stacy Kaneko（研究助理）以及 Danielle Goodvin（合著者）。图片来源：Kierstin Rosenbach 博士
罗森巴赫博士补充道：“关于翼龙内部骨骼结构的信息非常有限，很难确定哪种飞行方式最早出现。如果我们观察其他会飞的脊椎动物群体，如鸟类和蝙蝠，我们就会发现拍打翅膀是迄今为止最常见的飞行行为。即使是翱翔或滑翔的鸟类也需要拍打翅膀才能飞上天空并保持飞行。
“这使我相信，扑翼飞行是默认条件，而如果翱翔行为对特定环境中的翼龙种群有利，那么翱翔行为也许会在以后进化；在这种情况下，就是公海。”
共同作者、密歇根古生物博物馆馆长杰夫·威尔逊·曼蒂拉教授和沙特地质调查局的伊亚德·扎尔穆特博士于 2007 年在约旦北部和南部的多个地点发现了这些标本。
杰夫·威尔逊·曼蒂拉教授表示，“这些变化可能反映了翼龙在飞行过程中对翅膀上施加的机械力的反应。”
进一步研究脊椎动物的飞行
最后，罗森巴赫博士指出：“翼龙是进化出动力飞行的最早和最大的脊椎动物，但它们是唯一已经灭绝的主要飞行生物群。迄今为止，人们试图了解它们的飞行力学，但都依赖于空气动力学原理以及与现存鸟类和蝙蝠的类比。
“这项研究为进一步研究内部骨骼结构与飞行能力和行为之间的相关性提供了一个框架，并有望更广泛地对翼龙标本中的飞行骨骼结构进行采样。”