想要飛行,體型就不能太大,為何250公斤的風神翼龍卻能飛起來?

2025年04月13日05:42:03 科學 1828

仔細想想,飛行生物大致可分為三類:昆蟲、鳥類以及哺乳動物。不知道你們有沒有留意到一個有趣的現象,不管是哪一類飛行生物,它們的體型都彷彿被一隻無形的大手限制住了。就拿當今最大的飛行動物安第斯神鷲來說,它在空中翱翔時雖然威風凜凜,可體重也就 10 公斤上下,這僅僅是巧合嗎?背後是不是有什麼神秘力量在操控著呢?答案肯定是後者,這裡面的門道可多啦。

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咱們先來說說昆蟲。昆蟲這小傢伙,在大自然里隨處可見,它們穿梭於花叢間,忙碌在草叢中。昆蟲的呼吸方式很獨特,它們靠著遍布周身的氣孔進行呼吸。這就好比一張密密麻麻的小網,在短途運輸氧氣時,效率高得像閃電,可一旦涉及長途運輸,就像小馬拉大車,力不從心了。所以,昆蟲的體型很難長得太大,除非空氣中的氧氣濃度像被施了魔法一樣大幅提高,給它們的 「小運輸網」 助力。​

再看看能夠飛行的鳥類和哺乳動物,它們的體型同樣被限制著,不過原因和昆蟲可不一樣,與氧氣沒啥關係。先聊聊鳥類,鳥類的進化歷程就像一部精彩的自然傳奇。它們是由雙足行走的動物演變而來,而最早的恐龍很多就是雙足行走的,所以恐龍常常被看作鳥類的祖先。可能有人會疑惑,四足行走的恐龍不是也有一大把嗎?沒錯,確實有許多體型龐大的食草恐龍是四足行走的。它們的出現就像是恐龍家族在陸地擴張競爭中的 「秘密武器」,為了適應環境、獲取資源。但追根溯源,這些四足行走的食草恐龍其實也是從雙足行走的恐龍進化而來。​

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因為原本就是雙足行走,鳥類的祖先們只需要對前肢稍作 「改造」,就像給前肢穿上了一雙神奇的 「翅膀鞋」,搖身一變,前肢就成了翅膀。所以從雙足恐龍到鳥類的進化過程,相對來說比較順暢,就像走在一條平坦的小路上。而且,長期雙足行走讓它們腿部力量發達得像健身達人,有了翅膀之後,它們能輕鬆憑藉雙腿的力量高高躍起,就像彈簧一樣,接著拍打翅膀,便開啟了空中之旅。但這一套行雲流水的動作,對體重可是有嚴格要求的。

要是身體太重,就像背著一座大山,根本沒辦法躍起足夠的高度,自然也就無法順利起飛。那為什麼不能通過提升腿部力量來解決這個問題呢?原來,要提升腿部力量,就得增加腿部肌肉,這就好比給身體又加了一層負擔,體重會進一步增加。可在飛行過程中,腿部肌肉就像個 「拖油瓶」,完全派不上用場,反而會像剎車一樣降低飛行能力,這就是鳥類體型不能太大的原因。​


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說完鳥類,咱們再來看看會飛的哺乳動物,蝙蝠無疑是其中的 「明星代表」。蝙蝠和鳥類的進化之路截然不同,它是由四足行走的哺乳動物進化而來。這就導致它的前肢沒有完全退化,後肢力量也不夠強大。想像一下,蝙蝠就像一個還沒完全適應新裝備的運動員,它沒辦法像鳥類那樣憑藉自身力量起飛。它需要先費儘力氣爬到高處,就像攀登一座小山,然後讓自己墜落下來,同時趕緊拍打翅膀,才得以起飛。很明顯,如果蝙蝠體型太大,爬樹就會變得比登天還難,而且樹木的承受能力也有限,就像脆弱的小肩膀扛不住大重擔,所以蝙蝠也不能長得太大。​

這麼看來,鳥類和蝙蝠體型受限的原因有著相似之處,都是為了能順利起飛。那在地球漫長的歷史長河中,有沒有飛行生物能突破體型限制呢?還真有!比如生活在晚白堊紀風神翼龍,它就像天空中的巨無霸,體重大概在 250 公斤左右。這可太讓人驚奇了,如此龐大的身軀,它是怎麼完成起飛的呢?秘密就藏在風神翼龍的前肢上。

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風神翼龍的前肢發達得如同強壯的手臂,科學家們普遍認為,風神翼龍會利用前肢的力量,像大力士一樣把自己高高地跳到空中,然後迅速拍打翅膀完成起飛。利用前肢起飛和利用後肢起飛,那可是天差地別。後肢的肌肉在起飛後就像閑置的工具,毫無用處,而前肢的肌肉既能助力起飛,起飛後還能讓拍打翅膀更有力,就像給飛行加了個超級引擎,很好地解決了起飛與飛行的矛盾。所以科學家們推測,未來要是有哪種飛行生物能夠率先突破體型限制,蝙蝠很有可能拔得頭籌。因為蝙蝠的身體結構與風神翼龍有相似之處,而且有個別種類的蝙蝠已經開始嘗試利用前肢輔助起跳,就像勇敢的開拓者,邁出了探索的第一步。

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