翼龍目

翼龙是与恐龙同时生活在中生代的飞行爬行动物。大多数翼龙都相当小,但在上白垩纪,有些翼龙比其他飞行动物大。翼龙Quetzalcoatlus的翼展可达12米(约40英尺)。

最早的化石出现在上三叠纪,这组化石一直延续到白垩纪末期的K/T灭绝事件(距今2.2~6,550万年前)。翼龙是已知最早进化出动力飞行的脊椎动物。它们的翅膀是由身体之间的皮瓣和一个大的第四指(有时也被称为"翼指")组成的。翼龙可分为两类。早期的Rhamphorhynchoids(如Rhamphorhynchus)有长长的尾巴和有齿的下巴;翼龙(如Pterodactyloids)有短尾巴,许多有喙,没有牙齿。

第一个翼龙化石于1784年在德国晚侏罗纪索恩霍芬石灰岩中被发现。这里与多年后发现的Archaeopteryx的地点完全相同。1801年,乔治-库维尔首次提出翼龙是飞行生物。自从第一块翼龙化石被发现以来,仅在这些矿床中就发现了二十九种翼龙。英国早期著名的发现是Mary Anning于1828年在英国多塞特郡Lyme Regis发现的Dimorphodon的例子。翼龙这个名称是在1834年创造的。

翼龙是真正的飞行器,能够扇动或翱翔。他们的身体覆盖着细毛,所以他们能够调节自己的温度(他们是温血动物)。它们是恐龙的近亲姐妹群,属于弓龙科

鼠尾草类

这个早期的群体从上三叠纪到下白垩纪都有很好的表现。当我们第一次在化石记录中看到它们时,它们已经发展出了三个科,所以生物学家知道它们的早期进化还没有被揭示出来。 p240,246 这三个科以RhamphorhynchusDimorphodonEudimorphodon三个属为代表。至少还有一个科出现在侏罗纪初期,即Anurognathidae。

这群鸟有一条长长的尾巴,通常由棒状的骨质肌腱僵硬,以保持它的直线。这说明它们的飞行是非常稳定的,这意味着它一直保持在航线上,而不是飞来飞去。这一特征也出现在Archaeopteryx和早期蝙蝠以及蜻蜓等昆虫中。

要了解这个问题,了解一些关于飞行空气动力学和稳定性的基本知识是有帮助的。早期的飞机是高度稳定的,客机也是如此。要想快速地飞奔,需要特别先进的大脑和反射能力,后来的鸟类和翼龙有,但早期的鸟类没有。在飞机上的类比是战斗机,它需要如此快速的反应,以至于细节都是由电脑计算出来的,由飞行员指示去向。控制不稳定的飞行比控制稳定的飞行需要更多的大脑。

该组的所有物种都有牙齿。这又与鸟类有相似之处,古鸟和许多白垩纪的鸟类都有牙齿,现代鸟类则没有。牙齿的缺点是相当沉重;当动物可以不用牙齿的时候,牙齿就会逐渐被挑选出来。显然,没有牙齿,食物就无法咀嚼,但也有办法解决。在一些鸟类中,肫部或胃部的石块可以做研磨工作。

在很长一段时间里,人们都认为这个群体在侏罗纪末期就已经灭绝了,这只是一个小的灭绝事件。甚至在接近侏罗纪末期的时候,在德国巴伐利亚州索尔恩霍芬著名的Archaeopteryx遗址中,Rhamphorhynchus也是最常见的翼龙,现在人们知道这个群体一直存活到下白垩纪。"直到最近,人们还认为鼠兔龙在侏罗纪末期就已经消亡了,但在中国东北热河序列中的新发现[表明],在这个地区,鼠兔龙至少生存到了下白垩纪中期"。

在Solnhofen也发现了一个食虫的Anurognathus标本。它的尾巴比任何其他鼠兔类都要短。这说明它需要四处躲避来捕捉昆虫。"敏捷和高度的机动性". p270

Rhamphorhynchus, 布鲁塞尔自然历史博物馆。Zoom
Rhamphorhynchus, 布鲁塞尔自然历史博物馆。

翼手类

翼龙化石出现在上侏罗纪。它们是短尾翼龙,说明它们对飞行的控制比较复杂,这无疑给它们带来了一些优势。在索尔恩霍芬发现了来自8个不同属的17种翼龙的2-300件标本,其中包括最早的翼龙(Pterodactylus)德国翼龙Germanodactylus),这个属在英国和中国也有发现。Ctenochasma也来自Solnhofen,它的梳子上有260颗细齿,显示它是一种滤食性动物,可能在水中涉水或游泳。还有其他几个属也有类似的生活方式。

在下白垩纪,有许多翼龙,大多数都很小。到了上白垩世,大部分的翼龙都有巨大的翼展,在温暖的环境中,显然可以在上流中飞翔,覆盖巨大的距离。翼龙的翼展超过20英尺(7米),以及翼展达到40英尺(12米)的Quetzalcoatlus是著名的例子。它们的饮食习惯问题至今仍未确定。

由于鸟类在下白垩纪已经很常见,它们会与较小的翼龙进行激烈的竞争。这或许可以解释较小的翼龙物种的灭绝,不过由于缺乏来自森林地区的化石,很难判断。巨大的上白垩纪类型显然与较小的物种过着不同的生活方式,而且这种生活方式还不是鸟类所能接触到的。随着上白垩世气候的变化,变得更加寒冷,季节性更强,翼龙的数量变得更少。像地球上大多数较大的物种一样,巨大的翼龙没有在K/T灭绝事件中幸存下来。至少有些鸟类家族做到了。两种飞行爬行动物之间的竞争就这样结束了,度过了白垩纪漫长的7900万年。 p346

翼龙 :由原始化石骨骼的复制品制成的装甲骨架。头骨后部的小骨嵴表明这具骨架属于女性。Zoom
翼龙 :由原始化石骨骼的复制品制成的装甲骨架。头骨后部的小骨嵴表明这具骨架属于女性。

翼龙的生活方式

食品

翼龙的头部和下颚有很多适应性,所以很确定不同形态的翼龙使用不同的进食方式,就像鸟类一样。总的来说,大多数化石都是在海洋地层中发现的,这表明它们可以在水面上飞行,而且鱼类是许多物种的菜单。食鱼者的下颚很长,而且常有前尖的牙齿,很适合抓鱼(见安汉古拉)。在翼手龙中发现了最后的鱼食遗迹。

化石显示,有一种翼龙,即在阿根廷发现的Pterodaustro,嘴里有梳子状的滤网。翼龙可能是通过在下颚中注入,然后通过滤网把从嘴里推出来吃东西。滤网可以捕捉水中的浮游生物或其他小生物,当水消失后,动物可以吃剩下的东西。其他种类的动物有长而扁的下颚,这表明它们是水面上的撇水者。

另一个主要的饮食项目是昆虫。飞虫在中生代非常丰富,许多翼龙种类都有明确的迹象表明这是它们的食物。这些翼龙有一张宽阔的嘴,常有短钉状的牙齿。 P339-341

翼龙飞行

长期以来,人们认为翼龙只能滑翔和翱翔,没有足够的力量来扇动翅膀。20世纪,在飞机被发明后,我们对飞行的认识有了进步。英国古生物学家表明翼龙可以飞行,Tilly Edinger表明,到侏罗纪末期,翼龙的大脑更像现代鸟类的大脑,而不是古翼龙的大脑。最近的工作是用工作模型来模拟它们的飞行。 p218 翼膜厚约1mm,有一层坚韧的皮肤,并有长纤维加固。在一些化石中可以清楚地看到这一点。p332 这种结构有助于翅膀在飞行的压力下生存。较大的翼龙主要是飞翔者,就像今天的鸟类一样。

翼龙如何在地面上移动一直是个谜。最有可能的是,它们在地面上用四条腿行走,因为已经发现的化石足迹显示,它们用腿和手来支撑。

翼龙的骨骼也很特别。它们非常轻(甚至比鸟类的翅膀还要轻--有些几乎薄如纸片),有些几乎是中空的。骨头上的细小孔洞是气囊的证据,气囊延伸到脊椎骨和肢体骨骼中,就像鸟类一样。此外,还存在着使这些骨骼更加坚固的支撑支柱。有了这些特殊的骨骼,即使是最大的翼龙,Quetzalcoatlus,重量也可能不到200磅。

复制和发展

翼龙可能是产卵者,在翼龙的遗址中发现了一些卵。有证据表明,一些物种,如翼龙,有性二态性(性别看起来不同)。颅(头)嵴大、骨盆管小的骨骼大概是雄性。当几个标本出现在同一地点时,可以区分成体和幼体。Eudimorphodon牙齿磨损的证据表明,幼体是食虫的,而成体则是吃鱼的。飞行所需的高能量水平解释了为什么这两种爬行动物的形式(翼龙和鸟类)发展了类似的新陈代谢。在许多方面,鸟类和翼龙都是趋同进化的好例子。

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Quetzalcoatlus ,Burpee自然历史博物馆,位于伊利诺伊州罗克福德。Zoom
Quetzalcoatlus ,Burpee自然历史博物馆,位于伊利诺伊州罗克福德。

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  • 翼龙名单

问题和答案

问:翼龙生活在哪个时代?
答:翼龙生活在中生代,与恐龙生活在同一时期。

问:一些最大的翼龙有多大?
答:最大的翼龙的翼展可达12米(约40英尺)。

问:第一批翼龙化石是什么时候出现的?
答:第一批翼龙化石出现在上三叠纪。

问:它们是如何飞行的?
答:翼龙能够拍打或翱翔,它们的翅膀是由它们身体和第四个大手指(有时称为 "翼指")之间的一瓣皮肤制成的。

问:谁发现了第一只翼龙的化石?
答:第一块翼龙化石是由乔治-库维耶于1784年在德国发现的。

问:英国另一个著名的发现是什么?
答:英国另一个著名的发现是由玛丽-安宁发现的迪摩罗龙的例子,她于1828年在英国多塞特郡莱姆雷吉斯发现的。

问:翼龙与哪一类动物关系密切?

答:翼龙是恐龙的一个密切的姐妹群,属于古龙类。

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