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着呢?答案肯定是後者,這裏面的門道可多啦。

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? - 天天要聞


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,它們靠着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着,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。​

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? - 天天要聞


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,接着拍打翅膀,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,就像背着一座大山,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。​


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? - 天天要聞

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着相似之處,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。

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? - 天天要聞

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。

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? - 天天要聞

科學分類資訊推薦

杜克大學研究:若在工作中使用生成式AI,同事可能會質疑你的能力 - 天天要聞

杜克大學研究:若在工作中使用生成式AI,同事可能會質疑你的能力

IT之家 5 月 9 日消息,據外媒 Neowin 今日報道,美國杜克大學的最新研究指出,儘管 AI 工具能提高工作效率,但像 ChatGPT、Claude 和 Gemini 等工具的使用可能會讓同事和經理認為你的能力不足。這項研究題為《使用 AI 工具會遭遇社交評價懲罰》,已在《美國國家科學院院刊》上刊登(IT之家附鏈接:點此前往)。研究通過四...
Nature Biotechnology | 小身材,大作為:研究人員如何「煉」出超強迷你基因編輯器NovaIscB? - 天天要聞

Nature Biotechnology | 小身材,大作為:研究人員如何「煉」出超強迷你基因編輯器NovaIscB?

引言如果我們可以精確地改寫生命的藍圖,糾正那些導致遺傳疾病的微小錯誤,或者巧妙地調控基因的表達,讓細胞按照我們的意願行事。這不是遙遠的幻想,而是基因編輯技術正在開啟的未來。長期以來,CRISPR-Cas9系統一直是這場革命中最閃耀的明星,它像一把精確的分子剪刀,為研究人員提供了前所未有的力量。然而,就像任何強...
寧波食品接觸材料測試怎麼辦理? - 天天要聞

寧波食品接觸材料測試怎麼辦理?

現代餐飲業和家庭生活中,食品接觸材料作為直接接觸食物的器具,其材質安全性直接影響消費者健康。根據國際食品安全標準,所有可能與食品接觸的材料都必須經過嚴格檢測,以確保不會向食品遷移有害物質。
「太空鯊魚」黑洞被發現:距地球 6 億光年,偏離星系中心 - 天天要聞

「太空鯊魚」黑洞被發現:距地球 6 億光年,偏離星系中心

IT之家 5 月 9 日消息,美國宇航局(NASA)昨日(5 月 8 日)發佈博文,報道稱天文學家藉助哈勃太空望遠鏡,發現了一個隱藏在 6 億光年之外的「太空鯊魚」,一個隱秘的超大質量黑洞,質量約為太陽的 100 萬倍。IT之家援引博文介紹,該黑洞不像典型的超大質量黑洞那樣位於星系中心,而是遊盪在星系內部,吞噬任何靠近的恆星...
推進新型研發機構發展 提升創新人才培養效能 - 天天要聞

推進新型研發機構發展 提升創新人才培養效能

研發人員在實驗室研發產品。文丨羅嘉文新質生產力代表先進生產力的演進方向,是由技術革命性突破、生產要素創新性配置、產業深度轉型升級而催生的先進生產力質態。人才既是創新的發起者,也是技術應用的實踐者,是形成新質生產力最活躍的主體。
從科幻走向現實 今年我國腦機接口市場規模將突破38億元 - 天天要聞

從科幻走向現實 今年我國腦機接口市場規模將突破38億元

腦機接口技術,作為「十四五」規劃綱要中重點發展的「腦科學與類腦研究」領域的關鍵技術之一,被形象地譽為大腦與外部設備之間的「信息高速公路」。今年以來,隨着人工智能、神經生物學、傳感器等技術提升,「腦機接口」這項聽起來很科幻的技術,正逐步走進我
鋰電池隔膜薄型化對塗布技術的挑戰 - 天天要聞

鋰電池隔膜薄型化對塗布技術的挑戰

當前,鋰電隔膜行業正面臨著技術同質化加劇、產能結構性過剩、價格惡性競爭及產業顛覆性變革的嚴峻複雜形勢。塗覆材料的多元化和塗布工藝的優化創新正在加速推進隔膜產品的迭代升級。為滿足更多應用場景和高能量密度要求的需要,隔膜薄型化漸成趨勢。
「每一次升空都是戰鬥啟航!」 - 天天要聞

「每一次升空都是戰鬥啟航!」

作者 | 傅金泉、常永健、傅琳、羅陳建 等近日,南部戰區海軍航空兵某部開展高強度、跨晝夜實戰化訓練,錘鍊部隊全時域作戰能力。晨光熹微,停機坪上一架架戰機整齊列陣、蓄勢待發。「準備完畢,請示起飛!」隨着塔台指揮員發出指令,數架戰機接續起飛,奔赴目標空域。槳葉飛旋,戰機轟鳴,道道航跡劃破天幕。任務艙內,戰勤...