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翼龙:中生代空中霸王

吕君昌 2007年11月16日 15:25

 
  不同的翼龙类其飞行能力是各不相同的,有的飞行能力相当不错,它们之所以有如此好的飞行能力,在其飞行中,除了身体的各个部分具有很好的协调之外,与其两翼本身的结构也有很大的关系。翼龙类的两翼由坚固的翼前缘所支撑,而其翼前缘是由前肢骨和特别加长的翼指骨所构成。既然它们能够飞行,光依靠翼前缘是不够的,它们必须还应有一种组织与翼前缘共同来司飞行功能。 

  大家知道,在现生的脊椎动物中,能够真正在空中飞行的,只有蝙蝠类和鸟类,而鸟类是依靠其翅膀上的羽毛来飞行的。蝙蝠是依靠其翼膜来飞行的。化石证据表明翼龙类也是依靠其翼膜来飞行的。翼龙类和蝙蝠类的两翼的外形,看起来极为相似,所以,通常把翼龙类的翼比作蝙蝠类的翼。 

  但是这两类动物的翼,无论在翼的宏观结构上,还是在翼膜的微观构造上都完全不同。为了便于大家理解,我们把它们的两翼构造及翼膜结构一起向大家做一介绍。翼龙类的前肢特化为翼,第Ⅳ指的每一指节都加长形成飞行指,第V指退化。前肢和加长的第Ⅳ指共同构成坚固的翼前缘,从体侧发出的翼膜连接在体侧、后肢及翼前缘之间形成飞行翼,整个翼膜中无其它骨骼支撑。而蝙蝠类的翼也是由体侧发出的翼膜连接前后肢及躯干构成,但是,它们的翼膜中有伸长的掌骨及Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ及Ⅴ指骨支撑,翼的牢固性大大加强,因此它们的飞行能力,相对来说应该比翼龙类的要高些。 

  一些科学家如(斯丢迪埃尔和凯文•帕甸)对蝙蝠类的研究结果显示了不同种类的蝙蝠,其翼膜厚度大为不同,大约在0.02毫米至0.06毫米之间,其组织层由背腹表皮层和围绕中心皮下组织的真皮组成。在蝙蝠的翼膜中,存在弹性纤维(由隶属于肌肉的弹性蛋白质和骨胶原结合而成)是个公认的事实。 

  这些弹性纤维在翼膜中所形成的网控制着翼膜的拉张力,且具有柔韧性。很明显,这些特征对于飞行是很有利的。由于在翼龙类中翼膜的结构纤维难以保存为化石,所以翼膜中结构纤维的成份还不太清楚。帕甸认为,它们可能是由鳞片或者类似鳞片的物质进化而来的角蛋白。它们刚柔结合,与膜腹面的纤维表面分布一致,这种由弹性皮膜和硬纤维组成的复合结构的翼膜,类似于复合材料,如玻璃纤维,其抗损坏能力当然要比单一成份强得多。同时结构纤维对于把翼表面产生的空气动力传递到翼前缘起着重要作用。 

  虽然对于结构纤维的成份众说不一,但是翼龙的翼是由皮膜和纤维复合而成,这是毫无疑问的,这种复合体比任何一种物质本身要相对坚硬得多。在翼龙类和蝙蝠类的翼膜中,其纤维束的排列方式是不同的,在翼龙类的翼膜中,这种既具抗张度又具弹性的结构纤维束,垂直于前肢和手掌,但与翼指呈锐角相交。蝙蝠类的翼中,其纤维束主要呈横向和斜向分布。在翼的后部区域,这些弹性纤维呈平行于翼的后边缘分布,以达到用来拉紧翼的目的。它们的方向和功能恰好与翼龙类翼膜中结构纤维的相反。这两种动物翼的不同,决定了它们在翼膜受到损坏时所处的不同命运。

  可以想象,在飞行过程中,若它们的翼膜一旦受到破坏如被撕裂或穿孔,对它们将是个灾难性的打击。对于蝙蝠类来说,由于它们的翼膜中有指骨支撑,在飞行中不会受到明显的损坏,即使受到损害,也有机会修复。但对于翼龙类来说,就完全不同了,由于它们的翼膜中无骨骼支撑,一旦某一部分遭到破坏,将会导致整个翼膜的破坏,对其飞行来说,这将是致命的。翼龙类两翼的这种结构特点,决定了它们只能在空旷的地带(如海岸边,湖边等)生活的习性,对于大型的翼龙类,它们不可能生活在丛林中。
 


摘自《化石》  
 
   
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