在数百万年的时间里,翼手龙和其他与之相关的有翼爬行动物不断地提高它们的飞行能力,成为天空中致命的主宰。
发表在《自然》杂志上的一项新研究表明,杏耀的信誉翼龙——地球上第一种会飞的脊椎动物——在其存在的1.5亿年间不断进化,以提高它们的飞行能力,直到它们在6600万年前与恐龙同时灭绝。
来自雷丁、林肯和布里斯托尔大学的科学家们进行了迄今为止最详细的研究,研究动物是如何随着时间的推移进化成更适应环境的。他们将化石记录与一种新的飞行模型结合起来,这种飞行模型基于现在的鸟类,以测量它们的飞行效率,并填补了我们对它们进化故事的知识空白。
这使得科学家们能够追踪翼龙的逐渐进化过程,并证明在它们的进化过程中,它们的飞行能力提高了一倍。它还表明,它们的进化是由长时间内持续不断的微小进步引起的,而不是像之前所说的突然的进化爆发。
雷丁大学的进化生物学家、这项研究的主要作者克里斯·文迪提教授说:“翼龙是一个不同种类的翼蜥蜴,有的体型像麻雀,有的翼展像轻型飞机。电影《侏罗纪世界》的粉丝们将会看到这些巨大而致命的生物的戏剧化表现。它们的食物主要是其他动物,从昆虫到较小的恐龙。
尽管翼龙最终在空中的威力众所周知,但关于翼龙是否变得更擅长飞行,以及这是否使它们比祖先更有优势的问题,几十年来一直困扰着科学家。自然选择如何在相对较短的时间尺度上起作用的例子有很多,但是直到现在还很难证明植物或动物是否适应在较长一段时间内变得更有效率。
“我们的新方法使我们能够以一种全新的方式研究长期进化,并通过比较数百万年来处于不同进化阶段的生物,最终回答这个问题。”
翼龙由陆生动物进化而来,在大约2.45亿年前的三叠纪早期作为飞行者首次出现。第一批化石是2500万年后的。
科学家们通过化石测量翼龙在不同阶段的翼展和体型,来监测它们飞行效率的变化。他们基于现存鸟类的新模型应用于75种翼龙的数据,结果显示,翼龙在数百万年的时间里逐渐变得更擅长飞行。
模型显示翼龙调整了它们的体型和大小,以便在它们1.5亿年的飞行历史中减少50%的能量消耗。结果显示,
杏耀平台总代结缘,这些动物的体重增加了10倍,有些最终超过了300公斤。
新方法还揭示了翼龙的一组——azhdarchoids——是这个规则的一个例外。科学家们对这些动物的飞行能力存在分歧,但新的研究表明,它们在整个生存过程中并没有变得更好。
而azhdarchoids增大的体型似乎为它们提供了生存优势,有一种动物——披羽蛇翼龙——长到了长颈鹿的高度。
雷丁大学的进化生物学家和合著者乔安娜·贝克博士说:“这是独一无二的证据,表明尽管这些动物飞行能力很强,但它们很可能大部分时间都在地面上。”高效飞行可能并没有给它们带来多大优势,我们发现它们的翅膀比体型小,这与化石证据表明它们对飞行的依赖减少是一致的。”
来自林肯大学的生物物理学家和作家斯图尔特·汉弗莱斯教授说:“在过去的3亿年里,物理学定律是少数几件没有改变的事情之一,所以用这些定律来理解这些神奇动物的飞行进化是非常棒的。”
布里斯托尔大学的迈克·本顿教授说:“直到最近,杏耀yl古生物学家才能够根据化石来描述生物的解剖结构,并计算出它们的功能。现在我们能够计算出灭绝动物的运作效率,然后通过它们的进化过程进行比较,看看效率是如何改变的,这真的很令人兴奋。我们不仅要惊奇地看着这些化石,而且要真正领会它们告诉我们的东西。”