據每日科學網報道,7千萬年前,鳥類的祖先翼龍征服了天空。最近一項新的研究表明,翼龍的化石中,翅膀上的骨骼和其呼吸系統(tǒng)相連,經過論證,翅膀在空中活動的時候,翅膀上的骨頭會與肺部的活動相聯(lián)系,而且通過骨頭之間的氣孔,置換空氣到肺部,這樣在空中飛翔時,翼龍也可以呼吸自如?茖W家同時也發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)代的鳥類和鱷魚身上,也有這種被稱為空氣囊系統(tǒng)的骨骼。
2月17日《公共科學圖書館?綜合》刊登了美國俄亥俄州大學、圣十字學院和英國萊斯特大學研究人員的這項最新成果,該成果解釋了翼龍從其肺部延伸至骨骼里面的氣球般的空氣囊是如何為自己提供一個強有力的呼吸系統(tǒng)。
該呼吸系統(tǒng)減少了翼龍身體的密度,使得這個最大的飛行有脊椎動物得以進化。
研究人員圣十字學院生物學副教授列昂?克拉森斯稱,“我們提出重新建造翼龍體內的呼吸系統(tǒng),我們認為現(xiàn)代鳥類也存在著這個最基本的呼吸結構!倍砗ザ碇荽髮W整骨療法醫(yī)學院生物醫(yī)學副教授帕特里克?奧康納補充道,“這個呼吸系統(tǒng)能促進翼龍進行必要的氣體交換,使它保持持續(xù)飛行。
當時任柏林自然歷史博物館館長的英國萊斯特大學的大衛(wèi)?昂溫,在2003年給克拉森斯和奧康納看了保存的翼龍化石,他們看過之后受到極大鼓舞。他們認為這些化石標本最終會揭開翼龍究竟靠什么樣的動力來保持飛行的奧秘?死拐f,“連接胸骨的肋骨片斷的形狀和大小顯示,胸腔是可移動的,這與先前的觀點相反。肋骨上唯一先前沒被承認的凸出物給肺部呼吸肌肉提供重要的杠桿作用。”
因為化石無法將動物的存軟組織保存下來,為了搞清楚空氣囊、肺結構和骨骼之間的關系,研究小組在翼龍、鳥類和鱷魚之間進行了比較性的研究。通過拍X光片和CT掃描,小組成員描繪了動物骨骼如何工作使得空氣通過肺部,也搞清了如何識別由于受到空氣囊的擠壓而留在骨頭上的痕跡。不僅僅是滅絕的翼龍顯示了骨頭受空氣囊擠壓而留下的痕跡,其他不同種類的氣腔龍身上也能找到這個痕跡,許多活著的鳥類也是如此。例如,受空氣囊擠壓的骨骼部分和動物身體大小之間有著直接的關系。奧康納稱,“體型小的翼龍和鳥類其肺部空氣囊只達到脊椎部分,而體型較大的翼龍呼吸時氣體到達了身體骨骼的大部分,包括從翅膀骨骼到手指末端。骨骼的變動會減少骨頭的密度,解決了大體型翼龍持續(xù)飛行中的一個主要問題:節(jié)省了在空中飛行的體力。翼龍骨骼密度減少也許是非常有益的,尤其對在空中飛翔的巨大翼龍好處極大。
研究人員稱,鳥類的空氣囊也有其它用途,可用于視覺展示和發(fā)出聲音。翼龍身上存在著類似空氣囊系統(tǒng),這一點為新領域的研究指名了前進方向,現(xiàn)在古生物學家可以著手探究翼手龍生物學方面的問題了。
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