第一批真正会飞的脊椎动物在能够翱翔之前就开始行走

第一批真正会飞的脊椎动物在能够翱翔之前就开始行走

翼龙以其令人生畏的翼展统治着中生代的天空。但首先,它们需要在地面上行走。10 月 4 日发表在《当代生物学》杂志上的一项研究 发现它们早期在树上和地上生活时手脚的适应性可能在它们空中优势和翼展(可达 32 英尺)的进化过程中发挥了重要作用。

早在鸟类出现之前,翼龙就是第一种真正会飞的脊椎动物。虽然它们在中生代(2.52 亿至 6600 万年前)以飞行技能而闻名,但它们在非飞行时期的居住地和生活方式却大不相同。

在这项新研究中,英国莱斯特大学的研究小组研究了来自世界各地的翼龙化石在其进化史上的手和脚。

研究小组对这些骨骼的变异程度感到惊讶,这种变异与我们在现存鸟类中看到的相似。这种变异表明翼龙不仅仅是飞行高手。翼龙物种能够很好地适应各种陆地栖息地,包括树上和靠近地面的地方。

长尾翼龙,例如Scaphognathus ,手和脚上长有大而弯曲的爪子,特别适合攀爬。它们长有锋利的牙齿,可能捕食昆虫和其他小动物。图片来源:Rudolf Hima

“早期翼龙的攀爬能力非常强,它们的手脚经过了极大的改造,与当今的攀爬蜥蜴和啄木鸟等鸟类相似,”研究报告的合著者、莱斯特大学古生物学家罗伯特·史密斯在一份声明中说。“用指尖长时间抓住垂直表面是一项艰巨的工作——对于体型较小、体重较轻的动物来说,这要容易得多。”

这些早期的翼龙物种可能仅限于树栖栖息地,因此体型较小。然而,在中侏罗世时期,一次重大的进化转变即将到来。翼龙的手和脚开始看起来更像陆生动物。这些对地面运动(如行走)的适应为翼龙提供了新的生态机会和更多的觅食策略。现在它们摆脱了生活在树上的体型限制,一些翼龙物种继续进化出巨大的翼展。

“早期翼龙的后肢由飞行膜连接,这严重阻碍了行走和奔跑。在后来更先进的翼龙中,这层膜沿着中线分离,使每条后肢能够独立移动,”研究合著者、莱斯特大学古生物学家戴维·昂温在一份声明中说。“这是一项关键的创新,结合手脚的变化,大大提高了翼龙在地面上的机动性。

研究团队称,手和脚的细节可以清楚地揭示翼龙的骨骼特征。早期翼龙的手指和脚趾根部有骨头,相对较短。远离身体的骨头要长得多,末端是巨大弯曲的爪子。这两种变化共同赋予了它们强大的抓握力,非常适合攀爬。

后期进化程度更高的翼龙则有着相反的模式。它们手指和脚趾根部的骨头要长得多,而靠近指尖的骨头则较短。它们的爪子也更平,弯曲度更小,这表明这些物种更适合行走,而不是攀爬。

这棵进化树展示了翼龙手部在从攀爬生活方式适应到适合陆地运动的生活方式过程中发生的显著变化。早期的长尾翼龙依赖于攀爬,因此体型较小。相比之下,后来适应在陆地上行走的短尾物种可以自由生长,有些甚至能长到巨大的体型。图片来源:Rudolf Hima

当翼龙从树上移居到地面时,那里已经居住着许多其他动物,包括恐龙和许多其他爬行动物。为了避免与这些更成熟的物种竞争,翼龙利用需要飞行和行走能力的生态位。结果产生了一些奇怪的进食策略。一些翼龙有数百颗细小的针状牙齿用于滤食,就像现代火烈鸟一样。

“这些发现强调了研究翼龙运动的各个方面(而不仅仅是飞行)的必要性,以便全面了解它们的进化,”史密斯说。“翼龙能够飞行只是它们故事的一部分。通过探索它们如何在树上或地面上生活,我们可以开始了解它们在古代生态系统中扮演的角色。”

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