新侏罗纪非禽类兽脚亚目恐龙揭示了恐龙的飞行起源
来自中国东北1.63亿年历史的化石沉积物中的一种新的侏罗纪非禽类兽脚亚目恐龙,提供了有关恐龙实验飞行特性令人难以置信的丰富的进化实验的新信息。
博士 中国科学院古脊椎动物与古人类研究所(IVPP)的王敏,景迈·奥康纳,许星和周中和描述并分析了一种新的侏罗纪扫描翼龙类恐龙的保存完好的骨骼,相关的羽毛和膜组织。他们的发现发表在《自然》上。
新物种被称为长翅目虫,属于Scansoriopterygidae,是非鸟类兽脚类动物中最奇异的群体之一。Scansoriopterygidae的身体比例与其他兽脚亚目不同,特别是前肢的比例不同,前者支持一种首先在Ampopteryx的近亲中发现的奇异翼结构。
与其他飞行恐龙(即鸟类)不同,这两个物种的膜状翅膀由杆状腕骨支撑,而在其他任何恐龙中都没有(但在翼龙和松鼠中都存在)。
直到2015年发现“益气”,这种飞行器在兽脚亚目恐龙中还是完全未知的。由于完整的保存方式不完整,并且只有已知的逸气标本,这些结构的准确性及其确切功能仍引起人们的激烈争论。
中生代腔棘龙的cladogram和系统形态空间
作为迄今为止保存最完好的标本,Ambopteryx保留了膜翅和杆状手腕,支持了这些翅结构在Scansoriopterygidae中的广泛存在。
王和他的同事研究了蓝翅目相对于其他非禽腔棘龙和中生代鸟类的生态形态空间差异。结果表明,由于两个进化枝分化并经历了实现飞行的完全不同的进化路径,Scansoriopterygidae和鸟类谱系之间的机翼结构演变发生了巨大变化。
有趣的是,前翅的伸长是飞行恐龙的一个重要特征,主要通过肱骨和尺骨的伸长在扫描翼龙类动物中实现,而掌骨在包括微型猛禽和鸟类在内的非scansoriopterygid恐龙中得以延长。
在扫描单翼类动物中,细长的手指III和杆状手腕的存在可能弥补了相对较短的掌骨,并为膜状翼提供了主要支撑。相反,在大多数鸟类类恐龙中,相对长的掌骨的选择可能是由于需要增加附着飞羽的面积而产生的,这会在微型猛禽和鸟类中形成机翼表面。
奇异的膜翅的Ambopteryx longibrachium的生命重建。信用:张忠达
短掌与膜翅的并存与长掌与羽毛翅的共存,表明这两种明显不同的飞行策略的演变如何影响总体前肢结构。到目前为止,所有已知的扫描单翅目动物均来自侏罗纪晚期,其独特的膜翅结构未能幸存到白垩纪。
这表明该机翼结构代表了短暂的飞行尝试,但未成功。相比之下,最早在侏罗纪非禽类恐龙中记录的羽毛翅膀通过许多骨骼和软组织变体的进化而得到进一步的完善,从而产生了至少两个另外的恐龙飞行独立起源,并最终导致了目前的成功。现代鸟类。