互动科普

恐龙飞向蓝天之路

奇翼龙会飞吗？研究灭绝动物的行为和其主要结构的功能一直是古生物学领域的一个极具挑战的方向，常常充满争议。尽管如此，我们还是能够从化石当中找到相关信息进行研究。

奇翼龙虽然有着和其近亲迥然不同的翅膀，但从其前肢的基本结构以及和身体的连接方式（肩带）上看，它与其他拥有羽翼的恐龙和早期鸟类是一样的。由此推测，奇翼龙可能和它的近亲一样，能够侧向伸展其翅膀，并能够进行一定程度的翅膀折叠，但和现代鸟类还有着较大差距。另外一个重要信息来自其前肢形态。在地面生活的恐龙一般有着相对短而纤细的前肢，但会飞的鸟类则有着长而粗壮的前肢。奇翼龙的前肢显然像会飞的鸟一样又长又粗。这些形态特征显示，奇翼龙应该能够飞行或者滑翔。

我们进一步用定量的方法对奇翼龙的空中活动能力进行了推测。研究飞行有两个重要指标：翼加载（即翅膀单位面积的负荷）和展弦比（翅膀的长宽比）。前者是评价飞行能力的指标，翼加载值越大，飞行能力越差；后者和飞行方式相关，展弦比高（细长）者倾向于滑翔，展弦比低（短宽）者则控制能力更强。一般来说，现代鸟类的翼加载值变动范围为0.1～2克/厘米²，如果超过2.5 克/厘米²，鸟类就丧失了飞行能力。

奇翼龙翼展为60厘米，我们估算其体重为380克。由于化石保存不完美，我们无法精确推测奇翼龙的翅膀面积。我们提出了几种不同模型，其中最可能是手盗龙模型和蝙蝠模型。前者和化石保存的信息最为吻合（比如棒状骨的保存方向和保存翼膜的范围），也与奇翼龙在演化树上的位置更为吻合；但从空气动力学角度，后者更合适。如果采用手盗龙模型，奇翼龙的翼加载值为0.95～1.19克/厘米²，类似于野鸭，但展弦比为9.8，远高于后者，而翼展则明显小于后者；如果采用蝙蝠模型，奇翼龙的翼加载值为0.53～0.60克/厘米²,类似于涉禽类，但展弦比4.0远低于后者，翼展也明显小于后者。我们也可以对比另外一种侏罗纪的会飞恐龙——始祖鸟。采用柏林始祖鸟标本作为研究对象，我们可以得到下列数据：柏林始祖鸟翼展为70厘米，翼加载值为0.75克/厘米²，展弦比7.0。这些数据显示，奇翼龙飞行能力和始祖鸟较为接近，尽管飞行方式有一定差异。

图. 奇翼龙与人类的对比 图/ Matthew Martyniuk

奇翼龙的解剖特征和相关的飞行数据显示，它显然不是一个具有竞争力的飞翔者，它的空中生活似乎只限于在树木之间做短距离的飞翔，或者从高处飞翔到地面。由于化石保存的局限性，我们还无法给出奇翼龙翅膀的精确复原，也无法确定奇翼龙是采用扑翼飞行、滑翔抑或二者兼具。最后一种方式极具可能性，但过去一直被从事鸟类飞行起源的研究者忽视，我们认为这是未来探索鸟类飞行起源一个重要方向。

可以想象，装备有皮膜翼的奇翼龙生活在1.6亿年前的燕赵大地上，在树林中、在河湖畔翩跹起舞。这种恐龙中的“蝙蝠侠”是恐龙飞向蓝天过程中的一个代表。它提醒我们，如果回到恐龙向鸟类演化的早期历史，回到似鸟恐龙刚刚兴起的侏罗纪中期，我们将会发现五花八门占据天空的创新尝试，有的恐龙以四只翅膀翱翔，而有的恐龙以皮膜振翼。然而，绝大部分尝试成为了演化的死胡同，只有现生鸟类的这种飞行模式延续至今，成为了新一代天空霸主。

（本文发表于《科学世界》2015年第10期）