作者:崔雪芹 来源:中国科学报 发布时间:2023/2/22 15:24:14
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哈密翼龙的肩带研究揭秘翼龙的飞行机制

 

与哈密翼龙头骨等化石保存在一起的肩带标本

哈密翼龙肩带组织学特征

近日,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所汪筱林、周忠和研究团队与中国科学院大学、中山大学生态学院合作,在国际学术期刊《解剖学记录》中国古生物专辑上,在线发表了哈密翼龙肩带形态学与骨组织学的最新研究成果,揭示了翼龙的飞行机制。

研究工作通过对新疆哈密下白垩统吐谷鲁群胜金口组产出的哈密翼龙肩带研究发现,其肩胛骨和乌喙骨形成愈合的骨性结合的肩胛乌喙骨,代表了翼龙飞行演化过程中独特的肩带适应。

“这次研究重点从哈密翼龙肩带的骨骼形态学和微观组织学两个角度入手,发现翼龙的飞行机制比较复杂,既有与鸟类的相似性,又有与蝙蝠的相似性,更有自己的独特的适应。”汪筱林告诉《中国科学报》。

中生代的翼龙是最早演化出动力飞行的爬行动物,早于鸟类约7000万年征服蓝天,其飞行机制激发了人们对飞行探索的欲望。翼龙的皮膜翼让一些早期学者认为它们的飞行类似蝙蝠。但随着研究揭示了翼龙与鸟类具有更近的系统发育关系,后来的学者更多以鸟类作为翼龙飞行研究的参照对象。但目前对于翼龙具体如何飞行尚无统一的结论。

哈密翼龙富集于白垩纪的湖相地层中,由于湖泊风暴导致的大量集群死亡和特异埋藏,在化石地点发现了大量三维保存的从幼年到成年不同发育阶段的骨骼及其蛋和胚胎化石,世所罕见。

近20年来,汪筱林带领哈密科考队对哈密翼龙及其沉积地层开展了持续的野外考察和研究工作,揭示了关于哈密翼龙形态特征、系统发育、生长方式、繁殖、群体习性及化石埋藏等多方面的信息,为还原其历史生活环境面貌提供重要参照,也为进一步研究其飞行奠定了良好的基础。

为了深入了解翼龙的飞行机制,该研究对数件哈密翼龙肩带标本开展了详细的形态学和组织学分析。结果发现,哈密翼龙的喙上肌如同鸟类一样绕行顶乌喙突内侧连接肱骨近端,可实现类似的滑轮功能,翼龙可能如鸟类一样利用喙上肌收缩实现翅膀上扬,反映二者飞行机制的相似性特征。

但哈密翼龙的肩带骨骼在个体成年之前就已经完全愈合形成骨性结合,这与鸟类中终生不愈合的肩胛骨与乌喙骨不同。翼龙肱骨头与肩臼窝的关节面均凹陷,这可能会限制肱骨头在肩臼窝中的旋转,导致翼龙无法像鸟类一样依靠肱骨旋转改变翼面形态,减少飞行阻力,这反映了翼龙与鸟类飞行机制的差异性。

对哈密翼龙肩带骨骼的形态学和组织学分析结果综合显示,翼龙的飞行机制既有与蝙蝠的相似性,又有与鸟类的相似性,还有自己的独特适应。在研究翼龙飞行时,应当进行综合考量,才能取得较为可靠的结论。

该研究得到国家自然科学基金委员会基础科学中心项目“克拉通破坏与陆地生物演化”(延续资助)、科院战略先导专项(B)、中科院青促会等的资助。

相关论文信息:https://anatomypubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/ar.25167


 
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