编辑部一定要做的“冷门”选题:谁说翼龙不配当封面主角?
在恐龙时代的天空,曾经翱翔着一群空前绝后的飞行动物——翼龙。它们不长羽毛,却有远超现代飞鸟的巨翼,甚至能和飞机比大小;它们有夸张的大嘴和头冠,却在空中身轻如燕,乘风轻松滑翔数百公里。
在空巡似的风神翼龙
图源:纪录片《史前星球》
然而相比大明星恐龙,翼龙似乎总是配角命,常常沦为恐龙复原图中的背景元素。动画和玩具中的翼龙造型,往往也只有几种“经典款”。甚至许多人出于传统观念,认为翼龙只是“会飞的蜥蜴”,比鸟类原始。
《侏罗纪世界3》里翼龙都是打酱油的,起到一个帮编剧让主角坠机的作用。
其实,翼龙作为率先飞上天的脊椎动物,既不原始也不单调。随着研究越发深入,古生物学家发现它们拥有不同于鸟类的独特飞行技巧,也像鸟类一样演化出了复杂的习性、多样的外表,并且同样会精心抚养后代……其实我们很久没写过史前动物了,或许是个没流量的主题,但《博物》杂志5月刊还是奉上了「翼龙」专题,史前动物爱好者们快来一起探秘这曾统治天空1.6亿年之久的骄子们!
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恐龙的“飞天兄弟”
01
“翼龙不是恐龙”,这算是古生物爱好者的入门知识。虽说名字都带“龙”、都生活在同一时期,但在分类上翼龙不属于恐龙:恐龙是蜥形纲(包括大多数“爬行动物”和鸟类)当中,“蜥臀目”和“鸟臀目”成员的统称,而翼龙则属于“翼龙目”。
早白垩世的欧洲南美洲,一群帆翼龙从植食恐龙头顶飞过。在恐龙时代,恐龙与翼龙是同时兴盛的“表兄弟”,共同谱写了生命演化的壮丽乐章。
翼龙恐龙虽是两家,却又同出一门,关系密切。两者同属蜥形纲中的“鸟颈类主龙”分支,有着共同的祖先,相似的头骨结构。两者一起在晚三叠世悄然登场,一起熬过了三叠纪末的大灭绝,一起在侏罗纪、白垩纪迎来繁荣王朝,又在白垩纪末另一次大灭绝中一起退场……可谓同生共死的“天地双骄”(但恐龙还有后手,留下了鸟类这支后裔)。
我国第一具翼龙化石骨架——魏氏准噶尔翼龙头骨腭区
图源:ivpp.ac.cn
目前认为翼龙的早期祖先,是三叠纪的“兔蜥类”,这是一类小巧灵活、双足行走、既像蜥蜴又像恐龙的主龙类。到了距今2.3亿~2.1亿年前的晚三叠世,真正的翼龙终于出现。有趣的是,已知最早的几种翼龙都有完善的翅膀,可以飞行。而不会飞与会飞之间的“中间类型”,至今仍未找到。
翼龙的前身物种兔蜥
图源:cnfossil.com
不像鸟,能飞吗?
02
早期的翼龙复原形象,简直就是长着皮膜翅膀的蜥蜴;后来电影和卡通中的翼龙,又像是披着蜥蜴皮肤的“大鸟”。随着研究深入,我们才发现翼龙的身体结构,原来如此独特:
头大身小:大部分鸟类的脑袋,相对于身躯都比较小。而翼龙包括大嘴、头冠在内的头部,所占身体比例大得惊人,有些甚至和躯干差不多大!在鸟类中,只有巨嘴鸟等少数奇葩是这种“二头身”。
已知史上最大的飞行动物--风神翼龙
蓝犀牛工作室Blue Rhino Studios科学复原
高度:5m 翼展:12m 头长:3m
单指成翼:按对应的人类骨骼来看,鸟类的翅膀,主要由“手臂”和“手掌”撑起,末端保留缩短的3个指头。翅膀除了细细的“胳膊”,主要由几排飞羽组成翼面。
翼龙的翅膀,则是“单指成翼”:5个手指当中,最外侧的第5指(小指)退化,内侧的第1~3指组成“小爪爪”。惟独第4指(无名指)扩展到了其他手指的20倍长度,比整条手臂都长,撑起了超过一半的翼展!从指尖到体侧,拉起了大片皮质翼膜。
翼龙、鸟类、蝙蝠翅膀骨骼结构对比
绘图:张瑜
前重后轻:从人类习惯的审美来看,鸟类头颈、翅膀、双腿的比例较为协调。它们有肌肉发达的“大长腿”,长长的附跗跖(实际相当于脚掌)也让双腿更显修长,很有精神。
而翼龙就显得“头重脚轻”:其后肢位于身体后部,相比脑袋和前肢显得又小又弱,还有翼膜牵绊。因此过去长期认为,翼龙在地面很笨拙。近年通过足迹化石才确认它们能四足行走,地面活动并不费力。
把翼叠起来走路的哈特兹哥翼龙
图源:纪录片《史前星球》
于是问题就来了,翼龙长成这副怪样,尤其是那些体型远超当今飞鸟的大家伙,它们到底是怎么飞起来的?
翱翔滑翔高手,乘风远航
03
在动物界,只有昆虫、翼龙、鸟类和蝙蝠“四大家族”真正会飞。不算无脊椎的昆虫,翼龙是脊椎动物中,第一个飞上天的。
要克服地心引力飞起来,不但要身体轻盈,还要借助两种力——向上的升力、向前的推力。翼龙和鸟类一样骨骼中空,体内有气囊,足够“身轻如燕”。但翼龙翅膀的动力输出,却常被质疑。
可能是这样弹射起飞
鸟类的骨骼和肌肉结构,非常适合拍打翅膀(振翅),获得升力和推力。而翼龙虽也能振翅飞行,但由于大型翼龙体重过大,频繁振翅对身体负担太重,它们在空中更多依靠上升气流进行滑翔(翱翔)。
论滑翔翱翔,翼龙绝对是专业的:大多数翼龙翅膀狭长,像滑翔机的机翼一样“展弦比”很大。这种翼型能高效利用空中的上升气流,飞上几个小时也无需扇动翅膀。像风神翼龙这样的大型翼龙,不仅能在内陆上空尽情翱翔,还有可能飞越大洋!
飞越大洋的古神翼龙
图源:纪录片《飞行怪兽与大卫爱登堡》
关于翼龙,我们还采访学者替大家问了很多问题,比如长那么漂亮的大头冠是为了求偶吗?
比如它们真的能像电影里这样把人拽走带着飞吗?
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除了翼龙,当然还像往常什么都有——探秘广西溶洞、发现“两头蛇”新物种、走进华南农业大学动物科学专业、山竹的美味……五一假期,从读《博物》开始吧!
撰文 | 何全
微信编辑 | 赵之遇