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七千万年前翼龙用翅膀呼吸 骨头有气孔

来源:网络资源 2009-09-03 16:27:04

  据每日科学网报道,7千万年前,鸟类的祖先翼龙征服了天空。最近一项新的研究表明,翼龙的化石中,翅膀上的骨骼和其呼吸系统相连,经过论证,翅膀在空中活动的时候,翅膀上的骨头会与肺部的活动相联系,而且通过骨头之间的气孔,置换空气到肺部,这样在空中飞翔时,翼龙也可以呼吸自如。科学家同时也发现在现代的鸟类和鳄鱼身上,也有这种被称为空气囊系统的骨骼。

  2月17日《公共科学图书馆·综合》刊登了美国俄亥俄州大学、圣十字学院和英国莱斯特大学研究人员的这项最新成果,该成果解释了翼龙从其肺部延伸至骨骼里面的气球般的空气囊是如何为自己提供一个强有力的呼吸系统。

  该呼吸系统减少了翼龙身体的密度,使得这个最大的飞行有脊椎动物得以进化。

  研究人员圣十字学院生物学副教授列昂·克拉森斯称,“我们提出重新建造翼龙体内的呼吸系统,我们认为现代鸟类也存在着这个最基本的呼吸结构。”俄亥俄州大学整骨疗法医学院生物医学副教授帕特里克·奥康纳补充道,“这个呼吸系统能促进翼龙进行必要的气体交换,使它保持持续飞行。

  当时任柏林自然历史博物馆馆长的英国莱斯特大学的大卫·昂温,在2003年给克拉森斯和奥康纳看了保存的翼龙化石,他们看过之后受到极大鼓舞。他们认为这些化石标本最终会揭开翼龙究竟靠什么样的动力来保持飞行的奥秘。克拉森斯说,“连接胸骨的肋骨片断的形状和大小显示,胸腔是可移动的,这与先前的观点相反。肋骨上唯一先前没被承认的凸出物给肺部呼吸肌肉提供重要的杠杆作用。”

  因为化石无法将动物的存软组织保存下来,为了搞清楚空气囊、肺结构和骨骼之间的关系,研究小组在翼龙、鸟类和鳄鱼之间进行了比较性的研究。通过拍X光片和CT扫描,小组成员描绘了动物骨骼如何工作使得空气通过肺部,也搞清了如何识别由于受到空气囊的挤压而留在骨头上的痕迹。不仅仅是灭绝的翼龙显示了骨头受空气囊挤压而留下的痕迹,其他不同种类的气腔龙身上也能找到这个痕迹,许多活着的鸟类也是如此。例如,受空气囊挤压的骨骼部分和动物身体大小之间有着直接的关系。奥康纳称,“体型小的翼龙和鸟类其肺部空气囊只达到脊椎部分,而体型较大的翼龙呼吸时气体到达了身体骨骼的大部分,包括从翅膀骨骼到手指末端。骨骼的变动会减少骨头的密度,解决了大体型翼龙持续飞行中的一个主要问题:节省了在空中飞行的体力。翼龙骨骼密度减少也许是非常有益的,尤其对在空中飞翔的巨大翼龙好处极大。

  研究人员称,鸟类的空气囊也有其它用途,可用于视觉展示和发出声音。翼龙身上存在着类似空气囊系统,这一点为新领域的研究指名了前进方向,现在古生物学家可以着手探究翼手龙生物学方面的问题了。

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