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        空中霸主

        2009-11-09 03:35:34許漢奎
        科學(xué)大眾(中學(xué)) 2009年9期
        關(guān)鍵詞:皮膜類動物翼龍

        許漢奎

        眾所周知,會飛的動物有4類:即昆蟲、翼龍、鳥類和蝙蝠。后三者分別為脊椎類動物的爬行類、鳥類和哺乳類。翼龍不屬于恐龍類,盡管它也在6 500萬年時與恐龍一起滅絕了。由于翼龍化石少,因此人們對它了解甚少。第一塊翼龍化石是1 784年意大利人科利尼在德國巴伐利亞省一處灰?guī)r中發(fā)現(xiàn)的,化石保存很好??评崾堑聡徊┪镳^研究員,但卻一直無法確定它到底是屬于什么動物,最后只好求助當時的古生物學(xué)權(quán)威——法國巴黎自然博物館的居維葉。居維葉憑著淵博的知識和解剖學(xué)功底,最終確定這是一種之前未曾見過的、會飛的爬行類動物,并命名為翼手龍。后來在歐洲、北美、南美、非洲、亞洲和大洋洲也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)這類化石,尤其是中國的發(fā)現(xiàn),才逐步揭開這一奇特動物的神秘面紗。

        奇特的飛行者

        翼龍之所以奇特,主要表現(xiàn)在以下幾點:

        1.奇怪的翅膀。翼龍的前肢為了飛行變得長且強有力。更奇特的是前肢雖也有5個指頭,但第1至第3個指頭有些退化,只能起到一點抓握作用;第5個指頭完全退化了,只有第4個指頭變得又粗又長,而且4節(jié)指頭都與皮膜相連,使得前肢與身體相連的皮膜大大延長和擴大了,更便于飛行。這使人們想起了蝙蝠,它也是前肢與身體的皮膜相連而形威特別的翅膀。但它與蝙蝠不同的是,蝙蝠前肢的5個指頭都較長,而且都與皮膜相連,形成皮膜的骨架。這使皮膜更牢固、更便于飛行了,所以像翼龍僅靠一張沒有骨架的皮膜進行飛行確實很特別。

        2,巨大的頭??罩酗w行必須克服空氣的阻力,因此頭部不宜過大,而翼龍的頭卻相當?shù)拇?,有的甚至比身體還大,而且嘴又長又大,和魚龍的嘴很接近。盡管翼龍的骨骼、包括頭部都是中空,以減少身體質(zhì)量。但為何有如此巨大的頭卻令人費解。不過如此長而大的嘴卻很適合捕食魚類。

        3.爬行類中的另類。翼龍最初歸于爬行類的依據(jù)并不是很多,可喜的是中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究的學(xué)者,在遼寧西部的義縣發(fā)現(xiàn)了世界上首枚翼龍蛋化石,這太稀有了。特別是蛋內(nèi)胚胎的發(fā)育很好,他們經(jīng)過仔細研究后并把它復(fù)原。此研究論文寄到世界上最權(quán)威的《自然》雜志編輯部,編輯看后非常興奮。因為它填補了翼龍發(fā)育史上的空白,證明了翼龍確實屬于爬行類動物。爬行類動物是變溫動物,它們的新陳代謝很緩慢,行動也較遲緩。在冬天氣溫低時,它們的血是冷的,所以只能躲在洞里像蛇、烏龜冬眠一樣。翼龍顯然和一般爬行類不同。雖然有些人認為翼龍不同于鳥類,因它的皮膜翅膀只適于滑翔,而并非真正的飛行。但越來越多的證據(jù)說明它確實是飛行者,因為它們一般都生活在海邊或湖邊,以魚類為生,甚至可潛入水里捕食生長于底層的海百合、海膽等(在有些翼龍的胃里發(fā)現(xiàn)有這類動物的殘骸)。當然,作為皮膜的大翅膀長距離飛行是不行的,但翱翔于天空,一遇獵物馬上俯沖下去,捉到獵物后又從水中躍然升起還是綽綽有余的。除此,近年來在中亞哈薩克地區(qū)發(fā)現(xiàn)的翼龍化石,其表面上覆蓋有6毫米長的毛發(fā),以及在遼寧西部發(fā)現(xiàn)許多翼龍化石的身上,有清晰的細毛結(jié)構(gòu),這些都充分說明翼龍是恒溫動物,所以它們需要身上的細毛來保溫。但它與鳥類也有顯著不同,故翼龍只能是爬行類中的另類。

        4,奇特的習性。由于翼龍的頭很大,前肢又長又粗,皮膜又大又重,與此相反,其后肢較細弱,因此它不可能像鳥一樣,利用后肢站立在樹枝或巖石上,而只能用后肢將自己懸掛起來。這和蝙蝠完全相同。至于它是否與蝙蝠一樣利用超聲波夜間覓食卻不得而知。

        空中霸主

        翼龍出現(xiàn)的年代比恐龍稍晚,雖在距今2億年前出現(xiàn)了,但所見化石大都在2億年后。到目前為止全世界共發(fā)現(xiàn)120種翼龍,它們分別屬于3個亞目:①喙頭亞目。這類較原始,一般頭骨較大而重,身小,尾巴長,嘴內(nèi)牙齒發(fā)育,生活時代多為距今2~1.45億年的侏羅紀:②翼手龍亞目。這類較進化,其頭骨愈合較好、較輕、尾巴短、齒開始退化了,有些甚至像鳥一樣成為角質(zhì)喙而無齒,大小變化很大,大者如產(chǎn)于美國和墨西哥交界的翼龍,其翼展竟達12米,與~架戰(zhàn)斗機相當,體重達200多千克。而世界最大的鳥類鴕鳥也就100多千克,而且它還飛不起來。相比之下,翼龍確實是個龐然大物。它為何長得如此大呢?這顯然與它沒有天敵,吃的又是富有營養(yǎng)的魚類有關(guān):而最小的翼龍,它們身長僅10幾厘米。它們的時代從距今2億~6 500萬年的侏羅紀一白堊紀;③準格爾龍亞目。它屬于更進化的翼龍類,其脊椎多愈合,尾短,更便于飛行,嘴前部牙齒均已退化,時代也僅限于距今1.45億年至6 500萬年的白堊紀。

        翼龍比鳥類早出現(xiàn)近7 000萬年,所以當時空中除了昆蟲就是翼龍了。即便到了白堊紀鳥類出現(xiàn)了,它也遠比不上翼龍。所以翼龍在世時,是當之無愧的空中霸主。有人甚至認為它們可攻擊和吃陸地上小的霸王龍,足見其兇猛。

        飛行進化之謎

        人類一直夢想能像鳥兒自由飛翔在天空。古希臘傳說中就有著名建筑師和雕刻師代達羅斯用自己制造的翅膀成功地飛離了克里特島,故事雖然動人但那卻只是神話而已,只要了解一下動物是如何飛起來,也就明白了。

        最早會飛的是昆蟲,但當昆蟲在距今約4億年的泥盆紀由海里進軍到陸地時,它們也是不會飛的,都是屬于無翅類,以后才從胸壁長出了小而短的翅。那時充其量也只能是后肢一跳,然后滑翔一小段距離而已。盡管如此,它已前進一大步了,大大便于捕食和躲避敵害。而到了有較完善的翅膀,能飛較長的距離時,已是到了距今3.2億年的石炭紀中晚期。當然,由于昆蟲化石很少,所以它們是如何由無翅進化到有翅,還不是很清楚。但可以肯定那是一個很漫長的過程。

        鳥類是由小型恐龍進化而來。由于遼寧西部義縣一帶發(fā)現(xiàn)了震驚世界的長毛、長羽毛的小型恐龍而被證實了。故事爭論的焦點已轉(zhuǎn)移到會飛的鳥類究竟是由樹棲型的恐龍,具有滑翔能力,而后一步步進化而來的呢?還是地棲型的恐龍,在快速奔跑、跳躍、滑翔過程中,進化的結(jié)果?這問題我在本刊2005年7/8合刊的《鳥類起源之爭》一文中已提到。其結(jié)果是,竟然在我國兩種類型都有其代表。這也說明鳥類會飛也是經(jīng)過長期進化的結(jié)果,而且也是從滑翔進化到會飛。

        有越來越多的資料表明,翼龍可能是由會滑翔的蜥蜴類進化而來。如在非洲馬達加斯加,在距今2.4億年的三疊紀,也就是在翼龍出現(xiàn)之前,就存在一種會滑翔的蜥蜴,叫始虛骨龍,它的皮膜翼展可達30厘米。在美國、英國也發(fā)現(xiàn)一些年代在距今2.2億年三疊紀晚期會滑翔的蜥蜴,它們與翼龍出現(xiàn)的年代也很接近了。從會飛翔的爬行類蜥蜴,進化為會飛的翼龍,這似乎在情理之中。但問題是這類蜥蜴和翼龍區(qū)別很大,這類蜥蜴身

        體都有很長的肋骨用來支持皮膜,使它能進行滑翔,這顯然與翼龍不靠肋骨與皮膜相連是完全不同的。另外這類蜥蜴不長毛,是屬于變溫動物,與翼龍也相去甚遠。其他方面如外形、四肢的情況均與翼龍無共同之處,所以翼龍是由何種爬行類進化而來,迄今還是個謎。

        令人驚奇的是,在翼龍滅絕1 000多萬年后,也就是距今5 500萬年時,地球又出現(xiàn)了與翼龍很相近的蝙蝠類動物,它們雖然個體都較小,也沒有巨大的頭和長的嘴,但身上也覆蓋細的毛,皮膜的翅膀也相似,很多習性也相同……就像歷史的重演似的;而且這類小型的哺乳類是由何種動物進化而來,迄今也是個謎。當然小型哺乳動物中,也不乏具有皮膜會滑翔者,但畢竟與蝙蝠類動物也還是有顯著的區(qū)別,就像翼龍與會滑翔的蜥蜴一樣,有明顯不同。譬如1983年,我陪德國幾個外賓在廣西南部考察時,有一天上午在路上,偶遇一農(nóng)民在賣兩只“飛狐”和“雞”?!帮w狐”身子較長,大約30厘米,尾巴20多厘米,腿較短,每條腿有5個利爪,頭不大,像狐貍,脖子短,全身披棕色細毛,重約1.5~2.0千克,嘴有牙齒,奇怪的是前、后腿和身體側(cè)面均有皮膜相連。農(nóng)民說這種動物多呆在樹上吃野果和蟲子,行動很敏捷,而且可以從一棵樹上滑翔到另一棵樹上,所以很難捉到。外賓從未見過這種動物,很感興趣,立即買了一只帶回住地,并請老鄉(xiāng)把它殺了,皮剝下來,整只放在水里煮。老鄉(xiāng)說這動物有臭味,不好吃。外賓說我們不吃,只要它的皮和骨頭。原來外賓是要它的骨架和皮做標本。據(jù)說這種動物在廣西較多,并不罕見。蝙蝠會不會由這類有皮膜會滑翔的小型哺乳動物進化而來?由于它與蝙蝠區(qū)別也很大,因此,與翼龍一樣,這也只能是未解之謎。

        翼龍王國的覆滅

        翼龍統(tǒng)治天空達1.5億多年。在這漫長的歷史長河中,它們也在不斷進化。如頭骨、脊椎骨逐漸愈合,尾巴變短,牙齒逐漸退化,甚至形成角質(zhì)喙……這些都便于飛行和捕食,與鳥類的進化確有異曲同工之妙。鳥剛從恐龍進化而來時,嘴巴也有牙齒,頭骨愈合也差,有長的尾巴……后來才進化頭骨愈合好,嘴變成沒有牙齒的喙,尾巴也沒有了。盡管如此,它們?nèi)詻]能逃脫滅絕的命運。

        翼龍與恐龍是同時滅絕的,滅絕的原因很多。但最重要的原因可能是發(fā)生在距今1.4億年至6 500萬年間的白堊紀。當時由于泛大陸的解體,造成幾千萬年斷斷續(xù)續(xù)的火山噴發(fā)。火山噴出的有毒氣體和粉塵,嚴重地污染環(huán)境,加上氣候干燥,使得翼龍、恐龍的生存環(huán)境越來越惡化,所以我國在新疆、浙江、遼寧發(fā)現(xiàn)的翼龍都是在這一時期,發(fā)現(xiàn)大量的恐龍蛋也是在這一時期。當然,為何在6 500萬年這一時間同時滅絕,確實與當時有一個直徑達10千米的行星撞擊地球有關(guān),撞擊地點就在墨西哥灣的尤卡坦半島。在那里地下1千米處有一直徑達180千米的隕石坑,10千米直徑的隕石坑多達20個。據(jù)估計,撞擊的能量相當于50億倍廣島原子彈的能量。這足以使千億噸計的塵埃拋至高空,造成遮天蔽日,植物光合作用停止長達6個月,持續(xù)低溫達10年。本來由于環(huán)境惡化,翼龍、恐龍等生存已岌岌可危,現(xiàn)加上這最后一擊,終于使它們從地球上消失了,翼龍王國也就此覆滅了。

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