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翼龙
中生代三叠纪出现在地球上的翼龙是最早能够飞行的脊椎动物,但有人怀疑它只是徒有虚名,充其量只能在天空滑翔.然而,最新的研究表明,因其大脑中处理平衡信息的神经组织相当发达,翼龙不仅能像鸟类一样飞翔,而且很可能是飞行能手.
美国俄亥俄大学的研究人员在最新一期《自然》杂志上报告说,他们使用计算机分层造影扫描技术,依据化石建立了翼龙大脑的三维图像.图像显示,翼龙的小脑叶片相当发达,其质量占脑质量的7.5%,是目前已知的脊椎动物中比例最高的.与之相比,擅长飞行的鸟类的小脑叶片也只占其脑质量的1%到2%.
世界上第一枚翼龙胚胎化石,近期在中国辽西热河生物群被古生物学家汪筱林、周忠和博士发现.今年6月10日,相关研究论文刊登在世界最著名的学术刊物———英国的《自然》杂志上.由于这次重大的发现,《自然》杂志还在其网站首页“今日新闻”栏目中同时配发了相关的新闻报道和图片.在6月11日出版的美国《科学》杂志上,也报道了这一重要发现.由于这样一块无比珍贵化石的发现,今天的人们已获得了强有力的证据,证明翼龙这类与恐龙同时出现又同时绝灭,比鸟类早约7000万年飞向蓝天的中生代空中霸主不是胎生,而是像其他爬行动物和鸟类一样卵生.
早在今年3月,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的研究员汪筱林就向记者展示了他们的一项重大发现.据说那是一个尚未出壳的翼龙的化石,发育中的翼龙胚胎,骨骼了了,清晰可辨.
它是汪筱林和同事周忠和两位研究员在辽西热河生物群中考察时发现的.化石产自辽西锦州义县一个湖泊沉积的地层中,距今约1.21亿年.这一地点曾经发现大量保存精美的狼鳍鱼、满洲鳄以及一些翼龙和鸟类化石.
然而,它的重要意义似乎远不止于此,在科学探索的路上,它更像一个神奇的时空穿梭机,从1.21亿年后的今天,人们依旧能够管窥史前翼龙生息的许多细节.
胚胎化石传达了最明确的信号：翼龙,与鸟类和其他爬行动物一样是卵生而非胎生.
“相信它解开了一个谜团.”汪筱林说,“它所传递的最大信息,就是翼龙是卵生,而非胎生.”一直以来,翼龙是胎生还是卵生,是个充满争论的话题.
虽然自18世纪翼龙被发现以来曾经有报道发现了一些被认为是翼龙蛋的碎片,但是没有科学的证据证明这些蛋壳碎片就是翼龙的,因此这次发现的第一枚翼龙蛋,也是第一个翼龙胚胎化石,意义非常重大.
据汪筱林介绍,翼龙是恐龙的近亲,二者生活在同一时代,是第一个飞向蓝天的爬行动物,人们经常将翼龙误认为是“会飞的恐龙”.翼龙起源于约2.2亿年前的晚三叠世,绝灭于6500万年前的白垩纪末期.当恐龙占据着陆地时,翼龙却一直控制着天空.
翼龙具有与今天的鸟类相似的复杂行为.科学家有理由相信,它们以卵生的方式繁殖后代,把卵产在湖泊或者海滩的沙地上,也许还会孵卵,照顾幼仔.
翼龙是一类非常特殊的爬行动物,具有独特的骨骼构造特征.
早在1784年意大利的古生物学家科利尼在德国发现第一件翼龙化石时,甚至不能确定它属于哪一类动物,有人认为它生活在海洋中,也有人认为它是鸟和蝙蝠的过渡类型等等.直到1801年,法国著名的比较解剖学家居维叶才鉴定它为翼龙,归于爬行动物.事实上,翼龙化石的发现比恐龙早了半个多世纪,自从翼龙化石被发现,人们对这类非常奇特的最早飞向天空的动物就充满了好奇,一直在苦苦地探求.
翼龙的前肢高度特化,第4指加长变粗成为飞行翼指,它由四节翼指骨组成,前端没有爪,与前肢共同构成飞行翼的坚固前缘,支撑并连结着身体侧面和后肢的膜,形成能够飞行的具有类似鸟类翅膀的翼膜.翼龙的腕部发育一个特有的向肩部前伸的翅骨,对翼膜起支撑作用.第一至三指生长在翼膜外侧,变成钩状的小爪,第五指退化消失.
支撑翼龙飞行的翼膜结构,完全不同于其后能够飞行的脊椎动物———鸟类和蝙蝠类翅膀结构.
胚胎毫无疑问属于翼龙,保存的骨架尽显无疑.
“不但骨骼完整,而且保存有翼膜纤维和皮肤,蛋壳及其乳突状结构也有很好的保存.”汪筱林研究员对记者说.对于化石骨架的保存状况,这位科学家是以“精美”二字形容的.
透过显微镜,记者观察到更为清晰的表达.蛋的边界光滑,蛋内呈褐色,颜色较深,与灰黄色之围岩区别明显.
“胚胎毫无疑问属于翼龙,因为保存的骨架显示具有相当长的第4指和具发达的三角脊的肱骨.”汪筱林说,“另外,在许多区域,有规律地保存大小几乎相等近于圆形的乳突状纹饰结构,这是蛋壳和胚胎的直接证据.”
令人称奇的是,在翼龙胚胎化石的一边,竟还有一条小鱼的化石.
“在自然界中找到一个物种的胚胎化石,实属不易,但这次发现的尤其重要,它不是普通的物种,而是第一个飞向天空,又是三种飞行脊椎动物中惟一绝灭的翼龙的胚胎的首次发现.”汪筱林说.
不过,更具“传奇色彩”的并不止这些,在翼龙胚胎化石的一边,竟还有一块小鱼———与翼龙生活于同一时代的狼鳍鱼的化石,两者相映成趣,极为罕见.
这样一块“珠联璧合”的化石所激发的人的想像力是震撼性的.两具化石形体不大,但保存都很精致,鱼身上的骨骼和鳞片完整无缺.两类动物由于火山爆发导致其同时死亡“终结”时的故事,似乎历历在目.
鸟类的翅膀上长有对飞行和身体保温非常有效的羽毛,蝙蝠类的翼膜虽然没有羽毛,但有对振翼飞翔起重要作用的三个指骨作支架.在翼龙的翼膜内除了分布着纤维外,没有骨骼支撑,因此,传统的观点认为,翼龙并不能像鸟类那样自由的、长距离的翱翔于蓝天,只能在它的生活环境附近如海边、湖边的岩石或树林中滑翔或在水面上盘旋.不过,最新的有关翼龙大脑CT扫描以及肩带等研究表明,翼龙并不仅仅能够进行短距离的滑翔,而且很可能具有强大的飞行能力.
迄今为止,世界上已经发现命名了超过120种的翼龙化石.
翼龙的个体大小和形态差异非常大,大者如20世纪70年代在美国得克萨斯州发现的翼手龙化石,它的两翼展开约12米,宽度相当于F-16战斗机,小者形如麻雀.翼龙有两大类,早期的喙嘴龙类比较原始,主要生活在侏罗纪,有一条很长的尾巴；晚期的翼手龙类主要生活在白垩纪,尾巴很短甚至消失.
翼龙类属于爬行动物,然而它很可能是温血动物.20世纪除,英国古生物学曾认为,翼龙具备快速运动的能力,像蝙蝠一样,体上有毛,并有鸟类相似的生活习性,因此,翼龙应该是体温恒定的温血动物.后来在德国发现的喙嘴龙化石上找到“毛”的印痕.1970年,在哈萨克斯坦发现了一件比较完整的带有“毛”的翼龙化石,英国古生物学家通过对这件标本毛状物和翼膜结构的研究,认为它无疑属于温血动物.翼龙身体上的这些“毛”隔热保温,防止体内热量的散失,具有调节体温的作用,能直接证明翼龙是热血的恒温动物.
此外,在内蒙古宁城发现的全身覆盖“毛”的热河翼龙完整骨架,进一步证明了翼龙为温血动物.最近在巴西掠海翼龙巨大的头部脊状构造上发现具有调节体温的血管的印痕,也是翼龙为温血动物的直接证据.另一个证据来自于翼龙的骨骼像鸟一样有一些具有调节体温的小气囊.
事实上,翼龙为了适应飞行的需要,已经具有内热和体温恒定的生理机制,较高的新陈代谢水平,发达的神经系统以及高效率的循环和呼吸系统,成为一类最不像爬行动物的爬行动物