科学家摸清翼龙飞行生理极限
时间:2017-12-07

  科学家们发现了翼龙飞行的生理极限 - 新闻 - 科学网

  被称为翼龙的古代飞行爬行动物包括有史以来发现的最大的飞行动物,估计有11米的翼展,相当于双打网球场的宽度。很长时间以来,这样一个巨大的生物如何能够从地面起飞,在空中飞行,安全地着陆生物力学专家。科学家在德国柏林召开的古脊椎动物学会年会上发表的新计算结果显示,即使飞行和着陆根本不是最大的化石标本,起飞可能会限制这些史前动物到了几岁

  翼龙在三迭纪晚期存活到白垩纪末期,从2亿年前到6600万年前。翼龙不是恐龙,虽然它们和恐龙一样活了下来;他们形成了进化树的一个独特的分支。

  这种灭绝物种中最着名的成员是第一个被命名的物种,Pterodactylus antiquus,俗称翼龙。该物种实际上是一个较小的翼龙,估计有一个成人翼展约1米,一个游隼的大小。

  迄今为止最大的翼龙是在罗马尼亚出土的哈茨巨人翼龙和在德克萨斯州美国发现的凤凰神翼,这些翼龙被认为有10-11米的翼展,今天最大的鸟翼展宽度超过3倍。

  一些研究人员认为,这些巨大的怪物太大,因此可能难以飞翔。但考虑到他们的大翅膀,延伸的四指和后腿之间的皮肤和肌肉膜伸展,大多数研究人员认为最大的翼龙不会花太多的时间在空中飞行。

  然而,英国布里斯托尔大学的科林·帕尔默(Colin Palmer)指出,以前的许多模型和估计都是基于扩大鸟类的生理功能,但是由于翼龙独特的身体横截面,这些模型很可能人们误入歧途。

  美国洛杉矶南加州大学的帕默(Palmer)和迈克尔哈比卜(Michael Habib)试图为翼龙的起飞,飞行和着陆过程更真实的研究开发更准确的模型。研究人员通过电脑断层扫描分析了翼龙的化石,并用风洞试验模拟了翼龙的翅膀。最后,开发了翼展6米的翼龙电脑模型。然后,他们将模型缩放到9米和12米的翼展,以计算动物起飞,飞行和降落时其骨骼和翅膀的强度。

  帕尔默在这次会议上说,这次飞行对他们的翼龙模型没有任何影响。即使动物的翼展高达15米,仍然有足够的肌肉力量抵抗人体在空中的牵引力。着陆是一个更复杂的过程,帕尔默说,这些模拟有一些限制。他们的计算对骨骼吸收着陆压力的能力没有一个明确的限制,但是至少在12米的范围内,新的模型显示动物可以安全着陆。

  不过,研究人员指出,起飞是翼龙模型最大的挑战之一。

  这种动物可能会利用起飞时所有的四肢,科学家们一直认为它们是四足的,所以翼龙比现在的鸟儿花费更多的肌肉力量,9到10米的翼龙模型在起飞时是很好的,但是根据当动物的翼展超过11米时,要跳到足够的高度才能完全翻动翅膀,然后倒回地面,所以研究人员认为大型翼龙不能很有效地起飞,理论上讲,在理想的条件下,脚下没有坚硬的地面,没有迎风,甚至更大的动物也可以起飞,但没有理想的条件,你就会被吃掉,帕尔默说,哈比卜也同意这个说法。说,但在现实世界暴龙雷克斯在那里。

  巴西里约热内卢联邦大学国家博物馆的亚历山大·凯尔纳(Alexander Kellner)认为,所有这些计算机模型都有其局限性。但新的计算将帮助研究人员更好地了解这个飞行巨人的身体局限性。凯尔纳说,他们是完全不同于今天的任何动物。因此,基于化石数据模型是重要的。他说额外的化石扫描将有助于进一步完善模型。

  翼龙是一种绝种的爬行动物,共有近百个品种。翼龙是第一批可以飞行的脊椎动物,早期的物种具有长而牙齿覆盖的颚和长尾巴;后来的物种大大缩短了尾巴,缺乏牙齿。翼龙牙长10厘米。 (赵西喜)

  中国科学通报(2014-11-13第2版国际)

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  科学报告(英文)