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    前所未見:研究稱巨大的飛行翼龍用輻狀脊椎骨支撐“長得離譜”的脖子

    來源:CNBETA  責任編輯:小易  

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    現在,研究人員在4月14日的《iScience》雜志上報告了一個意想不到的發現:它們薄薄的頸部脊椎骨從一個復雜的內部結構中獲得了力量,這與之前看到的任何東西都不同。

    "我們最重要的發現之一是椎體中心內的交叉結構的排列,"英國樸茨茅斯大學的Dave Martill說。"這與之前在任何動物的椎體中看到的都不一樣。神經管被放置在椎體內的中心位置,并通過一些細棒狀的小梁與外壁相連,這些小梁徑向排列就像自行車車輪的輻條,并沿著椎體的長度螺旋排列。它們甚至像自行車車輪的輻條一樣交叉排列。進化將這些生物塑造成了令人敬畏、令人嘆為觀止的高效飛行器。"

    Martill解釋說,科學家們之前認為翼龍的頸部有一個更簡單的“管中管”結構 。而該研究的第一作者Cariad Williams想研究翼龍頸部每個脊椎骨之間的運動程度。

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    "這些動物的脖子長得離譜。"Williams說,并補充稱,在一些物種中,從頭端開始的頸部第五節脊椎骨與動物的身體一樣長。"這讓長頸鹿看起來非常正常。我們想了解一下這個令人難以置信的長脖子是如何運作的,因為它似乎在每個脊椎骨之間的活動能力非常小。"

    雖然他們研究的摩洛哥翼龍骨骼在三維空間保存得很好,但研究人員還是沒有想到掃描能如此清晰地看到脊椎骨復雜的內部結構。

    “我們最初對它進行CT掃描并不是為了了解內部的情況,我們想要的是外表面非常詳細的圖像,”Martill說。“我們本來可以通過普通的表面掃描得到這個,但是我們有機會把一些標本放在CT掃描儀上,拒絕這個提議顯得很別扭。我們只是想模擬所有脊椎骨之間的運動程度,看看脖子在生活中的表現。”

    他補充說:"完全了不起的是,內部結構保存得很完美--當我們通過骨頭做一些巖相切片時,微觀組織學也是如此。當我們看到放射狀小梁的復雜圖案時,我們就意識到有一些特別的東西在發生。當我們仔細觀察時,我們可以看到它們排列成螺旋狀在椎管內上下游走,并像自行車輪輻一樣相互交叉。"

    他的團隊立即意識到,他們需要請工程師來了解這種不尋常的頸部的生物力學是如何工作的。這些分析表明,只要有50個類似輻條的小梁,就能使其頸部所能承受的重量增加90%而不發生彎曲。加上基本的管中管結構,它解釋了重量相對較輕的動物如何能夠捕捉和攜帶沉重的獵物而不折斷脖子。

    "看來,這種由極薄的頸椎和添加的螺旋排列的橫梁組成的結構解決了許多關于這些生物如何能夠用比現代長頸鹿更長的脖子支撐巨大的頭部--超過1.5米,同時保留動力飛行能力的生物力學問題,"Martill說。

    Martill及其同事說,新的發現揭示了它們進化的“奇異復雜和精密程度”。它們的骨骼和骨架是生物學的奇跡--極度輕盈卻又堅固耐用。

    研究人員表示,在未來的工作中,關于翼龍的知識還有很多,包括關于它們的飛行能力和進食生態學等看似基本的問題。


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