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为解决翼龙功能解剖和行为理解不足的问题,研究人员开展对苏格兰中侏罗世翼龙 Dearc sgiathanach 的研究。通过 μCT 扫描等技术,详细描述其骨骼学特征,推断肌肉组织,发现其为大型捕食者,该研究对理解翼龙演化意义重大。
在远古的中生代,天空中翱翔着一群独特的生物 —— 翼龙,它们是最早进化出主动飞行能力的脊椎动物。然而,由于缺乏现存类似动物作为参照,且保存完好、可供功能分析的化石数量有限,科学家们对这些飞行先驱的功能解剖和行为习性了解甚少,尤其是它们在三叠纪到中侏罗世这段早期历史中的情况,就像隐藏在重重迷雾之中,充满了未知。
为了揭开这层神秘的面纱,来自英国、爱尔兰、美国等多地研究机构的研究人员,如爱丁堡大学(University of Edinburgh)等,对一种在苏格兰斯凯岛发现的中侏罗世翼龙 ——Dearc sgiathanach 展开了深入研究。该研究成果发表在《BMC Ecology and Evolution》上,为我们理解翼龙的演化提供了关键线索。
研究人员采用了多种技术方法来探索 Dearc sgiathanach 的奥秘。利用高分辨率 X 射线显微断层扫描(μCT scan)技术对其头骨和颈椎进行扫描,并手动分割数据,从而清晰地观察骨骼内部结构;通过摄影技术(Photography),为研究提供了详细的骨骼图像资料;运用现存系统发育括号法(Extant Phylogenetic Bracket,EPB),基于现生和灭绝的主龙形类(Archosauriforms)来推断该翼龙的颅骨和前臂肌肉组织。
在系统古生物学(Systematic paleontology)方面,研究详细描述了 Dearc sgiathanach 的化石标本(NMS G.2021.6.1—4),这是一具近乎完整且关节相连的三维骨架。同时,修订了其诊断特征,发现了新的自近裔特征,如肱骨三角肌胸肌嵴近端扩张且高于尺骨嵴、胸骨前缘向前偏转等。
对颅骨(Cranium)的研究发现,Dearc sgiathanach 的头骨长且低,具有大型眶前孔等特征。与其他翼龙相比,其颧骨(jugal)形态独特,眶前孔也有所不同。通过对腭部(Palate)的研究,发现其腭部保存完好,有独特的结构,如三叉形的犁骨等。在内耳(Inner ear)结构上,其半规管大且呈拱形,与其他翼龙相似。牙齿(Dentition)方面,具有两种不同形态的牙齿,磨损痕迹表明它可能以较硬的猎物为食。
关于脊椎(Vertebrae),研究发现颈椎相对较长,且在尺寸和形状上变化较大,还具有一些与体型增大相关的特征,如第三颈椎上的前后外突(exapophyses)。背椎和尾椎也有各自的特点,这些特征有助于了解其身体结构和运动能力。
在肩部和胸部结构上,肩带(Scapulocoracoid)部分元素保存,但难以进行全面测量和形态分析;胸骨(Sternum)较小,形态独特,可能是其自近裔特征。肱骨(Humerus)较大,三角肌胸肌嵴等结构独特,与其他翼龙的肱骨形态存在差异。
通过对 Dearc sgiathanach 的研究,研究人员推断出其颅骨肌肉组织(Cranial musculature)和臂 - 前臂肌肉组织(Brachial-antebrachial musculature)的情况。颅骨肌肉组织中,腭部肌肉发达,可能补偿了外部颞部收肌的相对较弱;臂 - 前臂肌肉组织方面,其独特的肱骨形态和推断的肌肉组织表明,它的飞行模式可能更依赖于肱骨的内收和前伸。
此外,对其手部功能(Manual function)的研究发现,Dearc sgiathanach 的爪骨弯曲度大,与攀爬和捕食相关的功能推测相符,这表明它可能具有树栖或扫描行为,并且爪子在捕食中可能起到辅助作用。
综上所述,Dearc sgiathanach 的研究揭示了翼龙演化过程中的一些关键特征。它展示了一些以前被认为是 “衍生” 或 “晚分支” 的特征,可能在非翼手龙类中趋同演化,与体型增大和模块转变有关。尽管具有一些 “衍生” 特征,但它仍保留了 “基础” 功能和行为。该研究还改变了人们对翼龙演化的认知,表明这些飞行爬行动物在晚侏罗世之前就已达到显著的体型和多样化的形态,推动了翼龙在早侏罗世到中侏罗世的大规模多样化和形态转变。不过,关于这种转变的宏观驱动因素仍有待进一步研究。这一研究成果为我们理解翼龙的演化历程提供了重要的依据,也为后续更多关于翼龙的研究奠定了基础。