起飞是动力飞行的重要部分,这可能限制了鸟类的体型,但已知灭绝的翼龙体型要大得多。人们提出了三种不同的假设起飞动作(垂直爆发式跳跃,
起飞是动力飞行的重要部分,这可能限制了鸟类的体型,但已知灭绝的翼龙体型要大得多。人们提出了三种不同的假设起飞动作(垂直爆发式跳跃,仅使用腿部,如主要栖息在地面的鸟类所使用的腿部;垂直跳跃,仅使用腿部,更类似于经常飞行的鸟类的跳跃;四肢跳跃,也使用翅膀,动作更像蝙蝠的起飞跳跃),以解释翼龙如何飞起来。布里斯托尔大学、利物浦约翰摩尔斯大学、澳大利亚联邦大学和基尔大学的古生物学家构建了翼展 5 米的鸟手翼龙的计算肌肉骨骼模型,重建了三十四块关键肌肉,以估计三种假设起飞动作中的肌肉力臂。
布里斯托大学的本杰明·格里芬博士和他的同事说:“动力飞行是一种仅限于极少数动物的运动方式,因为它耗能很大,需要特殊的改装才能发射,以及通过升力获得推力和重量支撑。”
“动力飞行中最耗能的部分是从地面起飞。这一阶段要求动物飞得足够高,以便利用不受阻碍的拍打周期。”
“起飞还需要动物产生足够的速度,以便翅膀产生足够的升力来克服阻力(例如推力)并支撑动物的重量。”
“体型越大,对高度和速度的要求就越高,这使得飞行动物的起飞尺寸受到限制。”
“现代飞行动物的重量都不超过 25 公斤,其中最重的现存飞行动物是大鸨(Otis tarda),记录重量达到 22 公斤。”
“尽管如此,许多已经灭绝的动物已经长得更大,并且仍然被认为具有飞行能力,其中包括阿根廷巨鹰和桑德斯海鸟等鸟类,它们的体重预计分别为 70 公斤和 21.8-40 公斤。”
“翼龙的体型各不相同,中型翼龙的翼展预计在 2 至 5 米之间,体重在 2 公斤至 30 公斤之间。”
“它们的体型也达到了所有被认为是飞行动物中最大的,其中最大的翼龙,如诺氏风神翼龙,预计体重要大得多(150 公斤,或更常见的是 250 公斤)。”
“以如此大的体重进行飞行挑战了我们对飞行功能极限的理解,因此了解翼龙的起飞对于确定生物飞行的功能极限至关重要。”
这项新研究经过了多年的分析和建模,研究了肌肉如何与骨骼相互作用以在其他动物中产生运动,现在正用于开始回答已知最大的飞行动物如何离开地面的问题。
作者创建了第一个用于对翼龙进行此类分析的计算机模型,以测试翼龙起飞的三种不同方式。
通过模仿这些动作,研究人员的目的是了解将动物推向空中的可用杠杆作用。
格里芬博士说:“大型动物在飞行时要克服更大的挑战,因此像翼龙这样大型动物的飞行能力尤其令人着迷。”
“与主要依靠后肢的鸟类不同,我们的模型表明,翼龙更有可能依靠四肢来推动自己飞向空中。”
该研究结果发表在《PeerJ》杂志上。
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