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翼龍:中生代空中霸王

呂君昌 2007年11月16日 15:25

 
  不同的翼龍類其飛行能力是各不相同的,有的飛行能力相當不錯,它們之所以有如此好的飛行能力,在其飛行中,除了身體的各個部分具有很好的協調之外,與其兩翼本身的結構也有很大的關係。翼龍類的兩翼由堅固的翼前緣所支撐,而其翼前緣是由前肢骨和特別加長的翼指骨所構成。既然它們能夠飛行,光依靠翼前緣是不夠的,它們必須還應有一種組織與翼前緣共同來司飛行功能。 

  大家知道,在現生的脊椎動物中,能夠真正在空中飛行的,只有蝙蝠類和鳥類,而鳥類是依靠其翅膀上的羽毛來飛行的。蝙蝠是依靠其翼膜來飛行的。化石證據表明翼龍類也是依靠其翼膜來飛行的。翼龍類和蝙蝠類的兩翼的外形,看起來極為相似,所以,通常把翼龍類的翼比作蝙蝠類的翼。 

  但是這兩類動物的翼,無論在翼的宏觀結構上,還是在翼膜的微觀構造上都完全不同。為了便於大家理解,我們把它們的兩翼構造及翼膜結構一起向大家做一介紹。翼龍類的前肢特化為翼,第Ⅳ指的每一指節都加長形成飛行指,第V指退化。前肢和加長的第Ⅳ指共同構成堅固的翼前緣,從體側發出的翼膜連接在體側、後肢及翼前緣之間形成飛行翼,整個翼膜中無其他骨骼支撐。而蝙蝠類的翼也是由體側發出的翼膜連接前後肢及軀幹構成,但是,它們的翼膜中有伸長的掌骨及Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ及Ⅴ指骨支撐,翼的牢固性大大加強,因此它們的飛行能力,相對來說應該比翼龍類的要高些。 

  一些科學家如(斯丟迪埃爾和凱文•帕甸)對蝙蝠類的研究結果顯示了不同種類的蝙蝠,其翼膜厚度大為不同,大約在0.02毫米至0.06毫米之間,其組織層由背腹表皮層和圍繞中心皮下組織的真皮組成。在蝙蝠的翼膜中,存在彈性纖維(由隸屬於肌肉的彈性蛋白質和骨膠原結合而成)是個公認的事實。 

  這些彈性纖維在翼膜中所形成的網控制著翼膜的拉張力,且具有柔韌性。很明顯,這些特徵對於飛行是很有利的。由於在翼龍類中翼膜的結構纖維難以保存為化石,所以翼膜中結構纖維的成份還不太清楚。帕甸認為,它們可能是由鱗片或者類似鱗片的物質進化而來的角蛋白。它們剛柔結合,與膜腹面的纖維表面分佈一致,這種由彈性皮膜和硬纖維組成的複合結構的翼膜,類似於複合材料,如玻璃纖維,其抗損壞能力當然要比單一成份強得多。同時結構纖維對於把翼表面產生的空氣動力傳遞到翼前緣起著重要作用。 

  雖然對於結構纖維的成份眾說不一,但是翼龍的翼是由皮膜和纖維複合而成,這是毫無疑問的,這種複合體比任何一種物質本身要相對堅硬得多。在翼龍類和蝙蝠類的翼膜中,其纖維束的排列方式是不同的,在翼龍類的翼膜中,這種既具抗張度又具彈性的結構纖維束,垂直於前肢和手掌,但與翼指呈銳角相交。蝙蝠類的翼中,其纖維束主要呈橫向和斜向分佈。在翼的後部區域,這些彈性纖維呈平行於翼的後邊緣分佈,以達到用來拉緊翼的目的。它們的方向和功能恰好與翼龍類翼膜中結構纖維的相反。這兩種動物翼的不同,決定了它們在翼膜受到損壞時所處的不同命運。

  可以想像,在飛行過程中,若它們的翼膜一旦受到破壞如被撕裂或穿孔,對它們將是個災難性的打擊。對於蝙蝠類來說,由於它們的翼膜中有指骨支撐,在飛行中不會受到明顯的損壞,即使受到損害,也有機會修復。但對於翼龍類來說,就完全不同了,由於它們的翼膜中無骨骼支撐,一旦某一部分遭到破壞,將會導致整個翼膜的破壞,對其飛行來說,這將是致命的。翼龍類兩翼的這種結構特點,決定了它們只能在空曠的地帶(如海岸邊,湖邊等)生活的習性,對於大型的翼龍類,它們不可能生活在叢林中。
 


摘自《化石》  
 
   
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