风神翼龙的脖子,比长颈鹿的还细长,它是怎
长颈鹿最怕什么?你可能知道这个问题的其中一个答案,那就是闪电,因为它们的身高能长到6米,当非洲草原出现雷暴雨的时候,它们很可能会成为闪电攻击的对象。但是你知道长颈鹿是怕低血压还是高血压吗?
你可能会认为是低血压,因为长颈鹿的脖子那么长,如果血压不足,血液无法到达它们的大脑,它们可能会因为缺氧而死。但答案正好相反,它们更害怕高血压,因为长颈鹿的心脏非常强大,重达11公斤,是人类的30倍,而且心跳频率是次/分,丝毫不怕供血不足。
这么强大的供血能力,也是有弊处的,当它们低头喝水的时候,血液可能会冲破它们的脑血管。但是长颈鹿在千万年的进化中,已经发展出了克服这种问题的机制,它们的颈部静脉中有7个阀门,这些阀门只允许静脉中的血液向心脏流,而不能向脑部倒流,因此可以减缓血压的升高。
你可能还会问,长颈鹿的脖子那么才,会不会很容易断?实际上,长颈鹿的脖子韧性很好,当两只长颈鹿打架的时候,它们会把脖子像鞭子一样甩。但是我们今天要讨论的是风神翼龙的脖子,风神翼龙的脖子比长颈鹿的还细长,而且它们的头部很大,它们还要叼起重重的猎物在空中飞行,这是怎么做到的?
风神翼龙,是有史以来最大的飞行动物,它们的翼展超过11米,堪比一架小型飞机。在化石记录中,风神翼龙最早出现在大约2.25亿年前的三叠纪晚期,在大约万年前的白垩纪末期灭绝。最近发表在《科学》(Science)杂志上的一份研究报告揭示了一个让人意想不到的发现:风神翼龙的颈椎有一个复杂的内部结构,使得它们颈部非常结实且稳定。
来自英国朴茨茅斯大学的研究人员戴夫·马蒂尔(DaveMartill)说:“我们最重要的发现之一是风神翼龙脊椎椎体内交叉支柱的排列。它不像以前在任何动物的脊椎上看到的任何东西,神经管位于椎骨的中心,通过许多细的杆状小梁与外壁相连,这些小梁呈放射状排列,像自行车车轮的辐条一样,沿椎骨长度呈螺旋状排列。进化将这些生物塑造成了令人惊叹的高效飞行体。”
他解释说,科学家先前认为翼龙的颈部有一个简单的管中管结构。但这提出了一个重要的问题:它们的薄壁骨骼如何能够支撑它们的身体,并让它们捕捉和吃掉沉重的猎物呢?研究论文的第一作者卡里德·威廉姆斯(CariadWilliams)并没有着手回答这个问题,她检查了翼龙颈部各椎骨之间的运动程度。
“这些动物的脖子长得可笑,”威廉姆斯说:“在某些物种中,从头部到颈部的第五根椎骨与动物的身体一样长,它让长颈鹿看起来非常正常。而我们想知道一点风神翼龙的这个难以置信的长脖子是如何运作的,因为它似乎在每个椎骨之间几乎没有活动性。”
虽然他们研究的风神翼龙骨骼在三维空间中保存得很好,但研究人员仍然没有预料到扫描能提供如此清晰的脊椎复杂内部结构。
在这个研究中,最引人注目的是,当研究人员通过骨头做了一些岩相切片时,内部结构得到了完美的保存,显微组织学也得到了完美的保存。当看到复杂的桡骨小梁结构时,研究人员意识到有什么特别的东西在发生,他们可以看到这些结构呈螺旋状排列,在椎管上下移动,像自行车车轮辐条一样相互交叉。
研究人员立刻意识到,他们需要请来工程师来了解这种不寻常颈部的生物力学原理。分析表明,只有50%的辐条状小梁增加了他们的脖子可以承受的重量。而再加上基本的管内管结构,它解释了相对较轻的风神翼龙,是如何在不折断脖子的情况下捕获和携带沉重的猎物的。
“看来,这种极薄的颈椎结构和螺旋状排列的交叉支柱解决了许多关于这些生物如何能够支撑比现代长颈鹿长1.5米以上的巨大头部,同时保持动力飞行能力的生物力学问题,”马蒂尔说。
虽然翼龙有时被认为是进化的死胡同,但这个新的发现揭示了它们“极其复杂”。它们的骨骼和骨骼是生物学上的奇迹,非常轻,但结实耐用。
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