翼龙面面观
翼龙的嵴冠
翼龙的嵴冠之所以能够保存下来,是因为它们的嵴冠是由坚硬的骨质结构组成。但这也给古生物学家带来一系列新问题:这些嵴冠化石的形态特征和翼龙生前的模样差别大吗?嵴冠对于翼龙而言有什么样的作用?嵴冠会因性别不同而存在差异吗?……
其中有些问题可以得到肯定的答案,诸如有些嵴冠的化石形态和生前的差别是很大的,因为嵴冠的结构除了硬质骨骼部分外,上面还覆盖包裹着皮肤、肌肉等软组织结构。那么,这些嵴冠对于翼龙到底有什么作用呢?关于这个问题,古生物学家提出了很多有意思的猜想。
方向舵
对于多数翼手龙类的翼龙来说,它们的尾巴变得很短,已经不再适合调节方向,此时头上的嵴冠就替代了尾巴的功能,通过嵴冠位置的变化起到调节方向的作用。
减轻水的阻力
有些古生物学家认为,有些翼龙会潜入水中捕鱼,嵴冠可以帮助它们划开水面,以减少水的阻力,否则快速地冲入水中,可能会导致它们脑部遭受轻微的震荡。
调节体温
巴西的古生物学家通过对掠海翼龙的嵴冠研究后发现,其嵴冠上留有很多纵横交错的沟槽,可能会有血管从这里通过。而血管之所以会存在于嵴冠上,有很大的可能是用来调节体温的。
性成熟标志
同现生的公鸡相类似,某些翼龙的嵴冠可以作为性成熟的标志。对于未成年的翼龙而言,它们的嵴冠很小,等到了成年,嵴冠开始变大。特别是在求偶的季节,嵴冠还会呈现出特别的颜色。那些颜色鲜艳的嵴冠往往会受到异性的青睐。当然了,这种猜测仅针对雄性,雌性翼龙的嵴冠一生都是很小的。
翼龙的前肢
翼龙的前肢不同于恐龙的前肢,其已经变成了翼翅的一部分,就如同风筝的骨架一样。
翼龙前肢上的翼指骨特别长,约有其他3指的20倍。翼指骨不是笔直的,而是略有弯曲,由此组成的翼龙翅膀的前端也会有一定的弧度,这样可以减少阻力,有利于飞行。
翼龙的其他3指均发育正常,上面长有弯爪,这些爪子不是用来抓握食物的,而是用来攀爬或者是抓紧岩壁、树枝的,这样翼龙就可以站立休息了。
翼龙的翼膜
翼龙的翼膜主要是由皮肤、肌肉和其他软组织构成。翼膜如同鸟类的翅膀一样,扇动翼膜,翼龙才能在天空中飞行。
翼龙的翼膜由三部分组成,分别为前膜、翼手膜及尾膜。前膜连接着肩部及腕部,所占面积较小。翼手膜所占面积最大,分别与前、后肢相连。至于尾膜,则连接着翼龙的后肢。
有意思的是,现生蝙蝠的翼膜和翼龙的很像。当蝙蝠在飞行时,翼膜可以展开,而在休息时,翼膜就会像伞一样被折叠起来。
翼龙的后肢
翼龙的后肢比前肢短很多,这恰恰说明翼龙的后肢不适合在陆地上长时间行走。因此,翼龙大部分时间不会在地面上活动,它们可以在飞行时进行捕食,可以挂在石壁、树枝上休息。
翼龙的行走方式是跖行式,即靠脚掌着地行走,而现在鸟类的行走方式则是趾行式,即用脚趾着地行走。
有趣的是,在一些化石保留的材料上,古生物学家发现翼龙的5根脚趾不像现今大多数鸟类的脚趾那样是分开的,而是由皮质膜相互连接着,类似于游涉禽类的脚蹼。
翼龙长有足蹼的现象并不难理解,因为翼龙喜欢生活在海边,虽然它们不喜欢游泳,但与水接触的时间比较多,而在水中脚蹼产生的支撑力量远比5根分开的脚趾大。此外,脚蹼的作用还类似于船桨,它可以推动身体在水中向前游动。
翼龙的飞行方式
无论是出现在电影中的角色形象还是我们在脑海中的想象,翼龙都可以在天空中飞行,和当今的鸟类并无不同。但是,在科学界却有人对此提出了不同的观点,他们认为,许多翼龙因为自身条件的限制,不可能会长期在空中飞行,大多数情况下只能像滑翔机一样借助空气滑翔。
对于自然界会飞的脊椎动物来说,它们的飞行方式共有三种:振翅飞翔、展翅翱翔和滑翔。
振翅飞翔就是我们经常见到的鸟和蝙蝠展现的飞行方式。它们依靠翅膀或翼膜不断上下振动来获得上升力,进而让自己可以长时间在空中飞行,并且要依靠自身的能量产生连续的动力。
古生物学家通过对无齿翼龙的研究,认为它们和鸟类一样,可以依靠振翅飞翔来进行长距离飞行。另外,鸟掌翼龙的化石在世界各处都有发现,这说明它们的飞行能力很强,也许正是依靠振翅飞翔式的长时间飞行,它们的身影才能遍布世界。
展翅翱翔是指依靠空气中的上升气流让自升高或者是平飞,飞行的远近主要借助空气。在现生的鸟类中,信天翁就主要靠这种方式来飞行。
风神翼龙的翼展超过11米,如果用这么大的翼展振翅飞行的话,那它们消耗的能量几乎是不可想象的,因此古生物学家推测风神翼龙是一个翱翔者。它们喜欢生活在海边的悬崖峭壁上。每当想起飞,它们就先扇动几下翅膀,让身体脱离地面,然后依靠上升的气流“托住身体”,通过不断调整方向,就可以进行长距离飞行了。
冷血VS热血
热血动物,其实就是我们平常所说的恒温动物。比起冷血动物来,恒温动物更能适应环境的改变。对于翼龙来说,冷血或热血的体温调节模式,同样也关系到它们的生存方式。
如同恐龙一样,古生物学家们对于翼龙是冷血动物还是热血动物的观点之争,明显地分成了两派,他们纷纷用不同的证据证明自己的观点。
英国的古生物学家理查德·欧文是“冷血说”的创始人。19世纪时被发现的翼龙化石还都比较小,人们已经认识到翼龙是一种爬行动物。欧文便据此推测,翼龙和蜥蜴一样,属于冷血爬行动物,并且认为翼翅并不能支持翼龙长时间飞行。
与欧文持相反观点的是剑桥大学的生物学教授西利。他认为,翼龙不能归为爬行动物,而是一种介于爬行动物和鸟类之间的过渡类型生物,并坚持认为它们是恒温动物,因为飞行需要消耗大量能量,只有恒温动物才有足够的热量支撑它们进行长距离飞行,非恒温动物几乎不可能完成这项任务。
再后来,古生物学家们又发现了翼龙的毛发痕迹化石。通过观察这些毛发,他们认为这不可能是用来飞行的,主要的功能应该是用来保温,这就可以让翼龙的身体保持一个比较稳定的状态。
除此之外,有些古生物学家在一些翼龙的化石上还发现了类似鸟骨的气孔,这种气孔不但可以存储空气,提高氧气的吸收效率,还可以让冷热空气进行交换,进而保持体温的恒定。
上述种种迹象表明,翼龙是恒温动物仿佛更有依据,但“冷血说”并不是毫无道理。因为到目前为止,学术界基本上一致认为爬行动物都属于冷血动物,如果坚持翼龙是恒温动物,那么许多现有的学术思想和理论就会被推翻重写。倘若真理尚未被发现,这将是极具科学意义的事。因此,冷血和热血之争还会持续下去。
两足OR四足
对于翼龙来说,倒底是用两足还是四足行走,正如探讨它们是冷血动物还是热血动物的问题一样,一直是人们争论的焦点。因为至今没有足够的化石足迹证据来佐证这一疑问,所以人们还要不断地去探索。
有些人认为,翼龙是典型的爬行动物,它们就像蝙蝠一样,不能直立行走,如果落到地面上,就只能将身子趴在地上,用四肢爬行。所以它们和蝙蝠一样,一般不会轻易落到地面上,平时都喜欢用爪子抓住树枝或石壁进行休息。
不过也有人认为,翼龙的后肢非常强壮,它们可以像鸟类一样,在地面奔跑和跳跃,前肢只能用来飞行,不参与走路。
古生物学家对翼龙、鸟类及蝙蝠的四肢骨骼进行观察比较后发现,翼龙可能会采取两种方式走路,一种是两足行走,另一种是前肢协助后肢行走。
对于一些早期原始的翼龙来说,它们的体形较小,有相对长且强壮的后腿,这样它们就可以用后肢走路。待到想要飞行时,就借助腿部力量先助跑一段距离,然后高高跃起并同时拍打翅膀。
而对于白垩纪时期的大型翼龙来说,它们的后肢变得弱小,支撑不了庞大的身躯,这时候它们可能会直接趴在地面上,用四肢匍匐前进。如果想起飞,它们只能不断地拍打翅膀,或者站在高处向下跃,通过空气中的上升气流翱翔。
素食OR肉食
对于已被发现的翼龙化石,人们发现了一个十分有趣的现象,它们的化石大都埋藏在海相地层中,这是怎么回事呢?
海相地层是在海洋环境下由沉积物压实成层的,是史前海洋的见证和记录。而这给人们一个启发:翼龙喜欢生活在海岸线附近,只有这样,它们的尸体才可能大量沉入海底成为化石。而它们近海的生活环境也间接说明了它们赖以生存的食物是各种各样的鱼类。
很多翼龙的头部都长着一个长长的颌部,这种结构非常适合捕鱼,就如同现在的鹭鸶、鹈鹕。所不同的是,翼龙嘴巴的前半部分还长着长而弯曲的牙齿,这种牙齿在嘴巴闭合时就如同鱼叉,不但可以刺破鱼类的皮肤,还可以将鱼牢牢地锁住,所以它们天生就是捕鱼的“能手”。
当然,如准噶尔翼龙的嘴巴前端微微向上翘起,就像钳子一般,这“钳子”可以咬碎蜗牛、蟹类或者是其他软体动物的硬壳,因此,它们可以以这些动物为食。
还有一些翼龙,如梳颌翼龙的牙齿又细又长,就像梳头用的梳子一样,这种结构可以用来过滤微小动物,如小鱼、小虾等。
而如蛙嘴龙等小型翼龙,因为体形较小,嘴巴又宽又扁,它们的食物就只能是昆虫了。由于身体的灵活度非常高,它们可以边飞边捕捉昆虫。
到了白垩纪晚期,开花植物开始出现,有些没有牙齿的翼龙就喜欢上了植物的果实和种子。它们可以用角质喙把坚硬的种子外皮咬碎,或者干脆吞下整个果实,而果实里面的种子则随粪便被排出体内,这些翼龙还间接地成了种子的传播者。
胎生OR卵生
翼龙是如何生宝宝的呢?它们是像鸟儿一样产卵呢?还是像蝙蝠一样直接生幼崽呢?在很长一段时间里,古生物学家们并没有发现它们的蛋化石,因此翼龙到底是卵生还是胎生,当时人们并没有十分明确的证据和答案。
很多古生物学家推测,翼龙和恐龙一样,很可能也是卵生的,后来随着少量翼龙蛋化石被发现,人们更加确定了这个猜测。
1860年,古生物学家在英格兰一个采石场发现了一窝蛋化石。当时人们认为这些化石是某种爬行动物的蛋,并没有把它们和翼龙联系起来。
时间到了1871年,还是在英格兰的采石场,人们又发现了蛋化石,同时在周围还发现有喙嘴龙的化石,于是这些蛋就顺理成章地被猜测为喙嘴龙所产。
2004年,中国古生物学家汪筱林等在英国《自然》杂志上发表了描述翼龙胚胎化石的文章,这时才终于让翼龙的繁衍秘密大白于天下。
这个翼龙蛋化石不但完整,蛋壳里还有发育成形的胚胎。胚胎被蛋壳包围着,还有清晰可辨的翼龙翼膜及翼指骨。更神奇的是,还有一些毛发状的皮肤痕迹。这一切证据证明,如果胚胎成形出壳后将会长成一只“毛茸茸”的翼龙,只可惜它的生命早已停留在这一瞬间。
宝宝是如何成长的
雄性古神翼龙的嵴冠变得越来越美丽,它们深知交配的季节就要来临了。就在这时,不远处一只雌性古神翼龙径直朝这边走来。雄性翼龙开始施展自己的“绝技”,有的兴奋大叫,有的“翩翩起舞”,以此吸引“美人”的注意,最终雌性依据自己的标准选择了它们其中的一只。不久之后,它们的孩子就破壳而出了……
对于会飞行的鸟类和蝙蝠来说,在学会飞行之前,它们需要父母的照顾和呵护,那么,翼龙的幼年阶段又是如何度过的呢?古生物学家们在德国索伦霍芬发现了数个刚出生不久的翼龙骨骼化石。通过研究后发现,这些死亡的幼体已经具备了一定的飞行能力。
这就告诉我们一个事实,翼龙的幼年期可能并不需要父母的照顾,在出生之前,就已经具备了飞行能力。而在出生数小时后,它们可能就会离开父母,自己去寻找食物。这一点和现生的蛇、乌龟、鳄类非常相似。
翼龙的天敌
翼龙和恐龙一样,都会经历“出生—生长—死亡”的过程。在中生代那个灾害频发、异常复杂的年代,要想自然老死并不是一件简单的事。火山喷发、食物中毒、气候突变都会让翼龙突然死亡。除了这些小概率事件外,它们还要时刻面临被天敌吃掉的危险。
翼龙喜欢生活在海边,海里除了有鱼虾,还有翼龙的近亲——海生爬行动物,如沧龙等。这些“海怪”体形巨大,长着锋利无比的牙齿,就连当时的鲨鱼都是它们的食物。可以想象,当翼龙在海面飞行寻找食物时,这些可怕的家伙会在水面埋伏,当看到有翼龙飞来时,立即张开大嘴并高高跃起,然后紧紧咬住上方的翼龙,顺势把它们拖进海中,撕咬几下后就吞进肚子里。
除了海里的,在陆地上的肉食恐龙也会捕食翼龙。古生物学家在南美洲发现了一些翼龙化石,其中在一件翼龙化石的颈椎部位,一枚棘龙类恐龙的牙齿深深地嵌入其中,这很有可能就是棘龙在捕食翼龙时留下的折牙。
棘龙和翼龙都喜欢生活在水边,它们的食物大多都是鱼类。但是棘龙身高力强,它们有时候也会把正在捕鱼的翼龙当成捕食对象。