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鳥類究竟是如何學會飛行的?

發表日期:2010-02-06陳平富來源:放大 縮小

  鳥類究竟是如何學會飛行的?最早的鳥類是從樹上向地面滑翔的樹棲生物,還是因進化出了翅膀而逐漸喜歡長距離跳躍的兩足陸生動物?研究人員對此一直沒有形成統一的認識。

  最近幾年,研究人員嘗試利用數學分析和計算機模擬來確定早期鳥類的飛行能力,并根據化石建立物理模型,進行了風洞試驗。美國勞倫斯市堪薩斯大學的生物力學專家David Alexander與該校以及中國沈陽市東北大學的同事們,則從不同的思路重建了一個小盜龍的模型作實驗研究。小盜龍是一種類似于鳥類的恐龍,長有4個翅膀而聞名的恐爪龍類。

一個生有4個翅膀的恐龍的泡沫塑料模型揭示了它如何在樹林中滑翔。(圖片提供:David Alexander等,美國《國家科學院院刊》)

  研究人員先據化石骨骼制作了一副骨架,并用黏土復原“身體”形態,然后選用能夠完美地匹配保存在化石上的羽毛印痕的現代雉雞羽毛制作了翅膀。研究人員再利用聚氨酯泡沫復制了這個模型。研究人員從不同的高度發射了這些小盜龍聚氨酯泡沫模型,并記錄了它們每次滑翔的距離、速度以及角度。研究人員在2009年1月25日的美國《國家科學院院刊》網絡版上研究報道稱:“小盜龍是一架老練的‘滑翔機’,但它如果想從一棵樹干滑行到另一棵樹干,應毫無困難?!币虼?,早期鳥類可能是以樹林間的滑行開始它們的飛行生涯的。

  自稱由于具有飛機模型知識背景而加入古生物學家研究團隊的Alexander表示,他不知道還有其他任何研究團隊設法進行過恐龍飛行模型的研究。北京市中國科學院古脊椎動物與古人類研究所的古生物學家周忠和認為,這種新的方法“可能是”確定滅絕動物的飛行能力的“最有效的途徑之一”。他預計基于其他動物化石的類似試驗將有助于澄清鳥類飛行是如何起源的。

  美國奧斯汀市得克薩斯大學的古生物學家Julia Clarke也認為這些模型是有用的,但是它們必將受到有關解剖學認識的限制。她說,以小盜龍為例,“我不相信現實中的動物會呈現出一些它們在研究中所采用的姿態”。Clarke同時認為,研究團隊已經超越了樹棲或陸生假設的分歧,轉而考慮一些差別更加細微的問題,例如推動飛行的解剖學進化因素。

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