研究称巨大的飞行翼龙用辐状脊椎骨支撑“长得离谱”的脖子

　　据外媒报道，翼龙是一种巨大的飞行爬行动物，翼展可达12米，令人印象深刻。它们是恐龙的“表亲”，也是有史以来最大的飞行动物，它们首次出现在距今约2.25亿年前的晚三叠纪的化石记录中，并在距今约6600万年前的白垩纪末期再次消失。对于这样一种大型飞行动物来说，它们最显著的特征之一就是脖子长颈鹿的脖子还长。

　　现在，研究人员在4月14的《iScience》杂志上报告了一个意想不到的发现：它们薄薄的颈部脊椎骨从一个复杂的内部结构中获得了力量，这与之前看到的任何东西都不同。

　　"我们最重要的发现之一是椎体中心内的交叉结构的排列，"英国朴茨茅斯大学的Dave Martill说。"这与之前在任何动物的椎体中看到的都不一样。神经管被放置在椎体内的中心位置，并通过一些细棒状的小梁与外壁相连，这些小梁径向排列就像自行车车轮的辐条，并沿着椎体的长度螺旋排列。它们甚至像自行车车轮的辐条一样交叉排列。进化将这些生物塑造成了令人敬畏、令人叹为观止的高效飞行器。"

　　Martill解释说，科学家们之前认为翼龙的颈部有一个更简单的“管中管”结构 。而该研究的第一作者Cariad Williams想研究翼龙颈部每个脊椎骨之间的运动程度。

　　"这些动物的脖子长得离谱。"Williams说，并补充称，在一些物种中，从头端开始的颈部第五节脊椎骨与动物的身体一样长。"这让长颈鹿看起来非常正常。我们想了解一下这个令人难以置信的长脖子是如何运作的，因为它似乎在每个脊椎骨之间的活动能力非常小。"

　　虽然他们研究的摩洛哥翼龙骨骼在三维空间保存得很好，但研究人员还是没有想到扫描能如此清晰地看到脊椎骨复杂的内部结构。

　　“我们最初对它进行CT扫描并不是为了了解内部的情况，我们想要的是外表面非常详细的图像，”Martill说。“我们本来可以通过普通的表面扫描得到这个，但是我们有机会把一些标本放在CT扫描仪上，拒绝这个提议显得很别扭。我们只是想模拟所有脊椎骨之间的运动程度，看看脖子在生活中的表现。”

　　他补充说："完全了不起的是，内部结构保存得很完美--当我们通过骨头做一些岩相切片时，微观组织学也是如此。当我们看到放射状小梁的复杂图案时，我们就意识到有一些特别的东西在发生。当我们仔细观察时，我们可以看到它们排列成螺旋状在椎管内上下游走，并像自行车轮辐一样相互交叉。"

　　他的团队立即意识到，他们需要请工程师来了解这种不寻常的颈部的生物力学是如何工作的。这些分析表明，只要有50个类似辐条的小梁，就能使其颈部所能承受的重量增加90%而不发生弯曲。加上基本的管中管结构，它解释了重量相对较轻的动物如何能够捕捉和携带沉重的猎物而不折断脖子。

　　"看来，这种由极薄的颈椎和添加的螺旋排列的横梁组成的结构解决了许多关于这些生物如何能够用现代长颈鹿更长的脖子支撑巨大的头部--超过1.5米，同时保留动力飞行能力的生物力学问题，"Martill说。

　　Martill及其同事说，新的发现揭示了它们进化的“奇异复杂和精密程度”。它们的骨骼和骨架是生物学的奇迹--极度轻盈却又坚固耐用。

　　研究人员表示，在未来的工作中，关于翼龙的知识还有很多，包括关于它们的飞行能力和进食生态学等看似基本的问题。