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桑氏伪齿鸟:有史以来飞鸟中的“大哥大”

2019-04-25程醉

青少年科技博览(中学版) 2019年1期
关键词:翼展信天翁大哥大

程醉

动物世界里的第一名总是竞争激烈,随着化石不断出土和研究的深入,这一“宝座”也时常易主。谁是地球上最大的飞行鸟类?这个问题一直扑朔迷离,争论不休。

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在现存的鸟类中,最大的飞鸟是生活在南冰洋附近的漂泊信天翁。这种白身黑翼的海鸟立高可达1. 25米,平均翼展3.1米,最长翼展达到3.7米。

不过,在地球漫长的历史中,漂泊信天翁也只能算是个“小个子”。通过化石研究,科学家发现生活在距今约600万年前的阿根廷巨鹰站立身高超过2米,双翼展开的长度为5.8~7米。于是,在很长的一段时间里,阿根廷巨鹰享受着史上最大飞鸟的殊荣。

1983年,美国南卡罗来纳州查尔斯顿国际机场新航站楼的建设正在如火如荼地进行着。突然,建筑工人发现很多不同寻常的石头。这些石头就是“桑氏伪齿鸟”的化石,它们十分巨大,仅仅一根肱骨就比成年人的整条手臂都长。

经过艰难的发掘,在起重机等大型机械设备的帮助下,包括一个完整的头骨和部分翼骨、腿骨的化石标本被运送到了查尔斯顿博物馆进行深入研究。

通过庞大的体形以及头骨化石喙上的特征,科学家很快便确定了这些化石来自于一个伪齿鸟科新种的动物。

伪齿鸟,因为其嘴里长着一口锋利的假牙而得名。它们嘴里的牙齿并不同于动物那种会生长、会更新,外面包有一层牙釉质的牙齿,而是角质喙的一部分,是与牙齿有相同作用的角质突出部。为了纪念查尔斯顿博物馆退休馆长阿尔伯特-桑德斯,研究人员在《美国国家科学院院刊》上发表论文,正式将其命名为“桑氏伪齿鸟”。

通过化石进行的推算,桑氏伪齿鸟的翼展在6. 1~7.3米之间。这个长度已经超过了阿根廷巨鹰,因此桑氏伪齿鸟成功登上史上最大的飞翔鸟类宝座。

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桑氏伪齿鸟的体形到底有多大,单凭测量的数据我们似乎很难有一个直观的印象。简单地说,我们常见的面包车长度一般在3米多一点,桑氏伪齿鸟的翼展相当于两辆面包车的长度之和。

在距今2700万年前的渐新世,天空中的霸主无疑就是体形巨大的桑氏伪齿鸟了。借助巨大翅膀产生的升力,桑氏伪齿鸟能够飞到世界上的每一个地方。不过,很早以前就有科学家通过一些数学模型计算出了飞行鸟类的最大尺寸。显然,桑氏伪齿鸟的体形超过了这一理论数据的“上限”

同时,科学家还发现桑氏伪齿鸟的肩胛骨化石竟然小到让人不可思议的程度。异常小巧的肩胛骨表示它们扇动翅膀的能力很弱,几乎没有展翅高飞的可能性。因此,它们是否真的能够飞翔一度也成为了争论的焦点。

出土的化石中有一根是桑氏伪齿鸟的肱骨,也就是翅膀骨架上的第一根骨头。通过对骨头的研究,科学家发现这些骨头是中空的,并且薄如蝉翼,再结合桑氏伪齿鸟短小的下肢以及巨大的翼展,他们认定桑氏伪齿鸟不是那种傻乎乎、只会在地面活动的鸟类,而是能够在天空中自由翱翔的空中巨无霸。

科学家进一步研究发现,桑氏伪齿鸟的骨壁厚度仅有1厘米。因此,相对于巨大的体形来说,桑氏伪齿鸟的体重很轻,只有不到22千克。虽然较轻的体重更利于鸟类在天空中翱翔,但先前对于肩胛骨化石的研究已经否定了桑氏伪齿鸟展翅飞行的可能性,那么它们又是靠什么来实现飞行的呢?

现代人类使用的滑翔翼让科学家茅塞顿开。桑氏伪齿鸟的翼展和滑翔翼的翼展长度差不多,并且它的体重也很轻,同樣拥有中空的管形支架以及大而硬挺的翅膀。

滑翔翼想要起飞的话,必须迎风助跑,桑氏伪齿鸟或许同样如此。不过,桑氏伪齿鸟的滑翔技能似乎还要更上一层楼。研究发现,这位来自于2700万年前的高手滑翔效率是现代滑翔翼的4倍。桑氏伪齿鸟是长途飞行的冠军,科学家推测它们也许能够一口气在空中停留几个星期,甚至几个月之久。

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桑氏伪齿鸟的骨质“假牙”十分适合捕鱼,所以它们应该是一种海鸟。桑氏伪齿鸟生活在广大的海洋环境中,长途飞行对于它们来说非常重要,因为它们大概需要经常飞越数千千米宽的海洋。

那么,桑氏伪齿鸟是怎么做到这一切的呢?

从现代海洋飞行“专家”信天翁的身上,我们似乎能够发现一些桑氏伪齿鸟飞行的秘密。信天翁巧妙地利用了海面气流的变化,进行高难度的动力滑翔。桑氏伪齿鸟要想在大海上存活,应该也具备这一特殊的技能。

观察发现,海浪上方的风速比高空的风速要慢,这一点在空旷的海域更为明显,桑氏伪齿鸟或许也正是利用这一特点。当上升气流较弱时,桑氏伪齿鸟会俯冲到海面,并且在最后一秒钟拉高,拉高的过程让它们拥有了足够的动量冲到气流较快的高空。科学家相信,桑氏伪齿鸟利用两层气流间的风速差异,进行螺旋形的滑翔和飘举,甚至可以几个小时不扇动一下翅膀。

为了证明推测的准确性,科学家还将桑氏伪齿鸟化石的数据输入了一个用以预测飞行能力的软件,所涉及的变量包括了质量、翼展和冀形等。分析结果显示,以桑氏伪齿鸟的体形和体重来说,仅仅站在原地依靠扇动翅膀根本无法起飞,因此,桑氏伪齿鸟需要在逆风条件下利用下坡加速奔跑,或者利用阵风才能成功起飞。

今天,我们通过化石骨架的复原图可以看到,桑氏伪齿鸟有一个长长的大脑袋,眼睛很大,角质喙里长有两排尖利的骨质“假牙”,双翼细长而有力,翅膀上的肌肉非常发达。虽然没有羽毛保存下来,但从今天海鸟的羽毛颜色推断,桑氏伪齿鸟的双翼和背部为黑灰色,腹部为白色。

2700万年前的广袤海面上,巨大的桑氏伪齿鸟优雅地滑翔着,它的两只大眼睛注视着海面上的一切动静。当发现有鱼或其他动物在海水表层下活动的迹象之后,这只庞然大物便会悄无声息地俯冲下来,伸出长长的喙,利用尖尖的骨质齿将猎物叼住、刺穿并吞吃下去。

桑氏伪齿鸟不是最大的鸟类,它们是已知史上最大的飞行鸟类。大约在距今2500万年前,它们突然从地球上消失得无影无踪。目前,我们只能从它们的化石中去窥探这种巨鸟生活中的点点滴滴。希望有一天,我们能够揭开桑氏伪齿鸟灭绝的原因。

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