爬行动物的飞天梦

贺珍

望著空中自由飞翔的鸟儿，人类的“飞天梦”油然而生，花了数百年，人类实现了这个想法。但我们不知道的是，早在鸟儿之前，已有动物为了它们的“飞天梦”努力了千万年的时间，那就是爬行动物。

“飞天梦”萌芽

爬行动物的飞天梦萌芽始于空尾蜥，空尾蜥的拉丁文学名意为“空中蜥蜴的祖先”，也正说明了这一点。空尾蜥是一种生存于二叠纪晚期（距今约2.5亿年）的原始双弓类爬行动物，与蜥蜴和恐龙的共同祖先是亲戚关系。其实，如果不是长有一对“翅膀”，空尾蜥跟现代蜥蜴看起来没有什么不同。

空尾蜥的前后肢之间长有好几条骨质衍生物，与其上附着的皮肤一起撑起了两片“翼膜”，能在树木之间滑翔。空尾蜥体形娇小，平均长度为60厘米，头骨类似蜥蜴，有尖端的口鼻部，外表为翠绿的鲜艳颜色，有助于在林间隐形。这一切使它像一架小型隐形飞机，在昆虫不知不觉间就将它们一口吞下。

生活在晚三叠纪（距今2.35亿年）的孔耐蜥继承了空尾蜥的“翅膀”并将其发扬光大了。孔耐蜥的腹部两侧长有长达14厘米的肋骨，上面同样覆有皮肤，连接这双“翅膀”的是强健的腹肌。这双更长更大的“翅膀”赋予孔耐蜥更强的“飞行”本领，根据古生物学家的风洞实验，孔耐蜥能从树上俯冲下来，一口气飞出9米远。

“飞天梦”进阶

500万年后出现的长鳞龙对前辈们的滑翔方式不太满意，它独立进化出了一种新的结构：背上“羽毛”。长鳞龙的外形与大小接近蜥蜴类，但它的身体结构却分别与鳄鱼和恐龙相似，比如与鳄鱼相似的下颌孔及眶前孔，又有与恐龙相似的叉骨。因为这些争议，长鳞龙在分类学上的位置至今仍未确定。

但长鳞龙的奇怪之处不仅如此，它的背上还长有比身体更长的“羽毛”。目前发现的长鳞龙标本中的“羽毛”数目各不相同，有长7根的、有长5根的、有长3根的，还有一只长鳞龙只长有1根“羽毛”。不过，这些“羽毛”的形状很相似，它们附着在长鳞龙的背部，长而狭窄，尾端朝后，外形类似曲棍球棒，中央都有一条突起的棱脊，两侧则是扁平片状物。单独来看，长鳞龙的“羽毛”与鸟类羽毛很相似，但是相比鸟类羽毛，这些“羽毛”又太长也太少了，最长的“羽毛”达到了15厘米，与长麟龙的体长很不协调。古生物学家们现在还没搞懂长麟龙的“羽毛”究竟是何用处，不过他们倾向于相信这些“羽毛”的作用与鸟类相同，可用于飞行、取暖或吸引异性。

与长麟龙生活在同时代的沙洛维龙对飞行又有不同的理解，它认为滑翔翼膜还是有前途的，不过要“安装”在后腿上。

沙洛维龙是个“小个子”，身长仅有30厘米，但是却有一双“大长腿”，它的后肢长度接近甚至超过身长。这双修长的后肢上连接着宽大的翼膜，展开后就是一个三角形形状的“翅膀”，沙洛维龙是世界上第一种，也是唯一一种具有三角翼的滑翔动物。现代喷气式战斗飞机上也采用了三角翼结构，实践证明，三角翼是一种能大大提高速度的翅膀形状。而且，沙洛维龙还具有两对三角翼，它的前肢上也长有一对小小的三角翼。古生物学家认为，这对小三角翼是起着控制方向和平衡身体的作用。

不过，尽管有“高精尖”的三角翼加持，沙洛维龙仍然只能滑翔，因为它并不具备强健的肌肉支持远距离的飞行，就像没有动力的战斗机也无法冲上云霄一样。当然，与同样滑翔的前辈们相比，沙洛维龙滑翔的速度要快得多，而且后肢翼膜的方式还解放了“双手”，当它垂直滑翔到树上的时候，相对自由的前肢就可以捕捉小动物或者摘取树上的食物，大大提高了捕食效率。

“飞天梦”实现

又过了2000万年，经历了一次次的失败后，第一类飞向天空的脊椎动物——翼龙终于实现了爬行动物的“飞天梦”。

翼龙的品种很多，按照目前所知，人类推测翼龙的品种超过100多种。不同种类的翼龙大小不一，目前发现的最小翼龙大约只有蜂鸟的两倍大，而大型翼龙则跟一架飞机差不多。尽管体型不同，但翼龙们都有不俗的飞行能力。

早期的翼龙体型较小，大小与现代鸟儿相近，它们的飞行策略也与鸟儿相同——尽可能“减肥”。目前发现的最小翼龙——森林翼龙就是使用该策略的佼佼者。

森林翼龙体长约9厘米、翼展大约25厘米，为了用小小的翅膀飞起来，森林翼龙舍弃了一些东西，比如牙齿。别看牙齿很小，但作为身体中为数不多的硬组织之一，它的重量可是不容小觑的。而牙齿逐渐退化，替代以更加轻盈中空的角质喙则是减轻体重的一个好方法。因此不仅森林翼龙，飞行界的后起之秀——鸟类也采用了相同的策略。没有了牙齿的森林翼龙，只能以各种小型昆虫为食，反过来也导致了它没有长时间飞行的动力来源。

除了牙齿，森林翼龙还舍弃了一部分骨骼，比如起平衡作用的尾椎骨，这同样是为了减重。作为补偿，森林翼龙全身覆盖着绵密的毛发。体表毛发的出现让森林翼龙的身体更加符合空气动力学，减小了飞行过程中身体与气流接触产生的摩擦力，同时也提高了飞行时身体的稳定性。良好的飞行能力让小小的森林翼龙在森林中生活得风生水起。

最大的翼龙，同时也是最大的飞行动物之一——诺氏风神翼龙，与它的小伙伴森林翼龙相同，为了减肥也舍弃了牙齿和部分尾椎骨。但减少的这些体重对于它庞大的身躯来说只是九牛一毛，因此古生物学家推测，它一定还有另外的飞行技巧。

目前发现的风神翼龙直立身高直逼长颈鹿，体重高达200～300千克，当它展开膜质双翼飞向天空时，翼展可达11米左右。这么大的翼龙，它是怎么起飞的呢？英国布里斯托大学的古生物学家认为，风神翼龙是通过强壮的四肢（后肢和翅膀的腕部）蹬地，利用地面提供的反作用力起飞的。一旦脱离地面，风神翼龙的翼膜就能很好地掌控风力，遨游天空。

翼龙和蝙蝠都是用翼膜来飞行的，但两者的翼膜又稍有不同。蝙蝠是用延长的2～5指来撑开翼膜的，而翼龙只使用了一根手指，使用一根手指的好处是在空中飞行时更容易掌握平衡。翼龙的翼膜上覆盖有多层纤维，其中一种叫做“放射状纤维”。放射状纤维极大地提高了翼龙翼膜的抗张强度（材料经受拉力而不断裂的最大应力）和韧性。正是因此，翼龙只需要用一根手指控制一片没有骨骼参与的膜状翼，就实现了其他飞行动物运用更复杂的翅膀（比如蝙蝠的多指翼膜和鸟类复杂的羽毛翅膀）才能达到的效果。

除了翼膜的精巧构造，还有研究表明，翼龙的大脑也在飞行的过程中起到了重要的作用。美国斯坦福大学的古生物学家玛格·格里森用X光对翼龙的颅部进行扫描，发现翼龙已发育出了部分大脑组织，其中有很大一块区域是翼龙的位置和平衡中枢，可以测量各个方向上的偏航、转向的微小变化，并且发出指令，对翅膀进行精确微调。

起飞后，风神翼龙能飞多远呢？古生物学家们制造了风神翼龙的模型进行风洞飞行试验，结果显示，翼龙可能不善于非常快速地飞行，但它们的身体结构使得它们很适合在上升暖气流当中慢速飞行。同时，翼龙在这种低速飞行模式下，能效比是非常高的，不需要很多能量，就可以进行长时间的飞行。甚至有古生物学家宣称，风神翼龙一次可飞行16000千米。

有志者事竟成，只要愿意为了理想付出努力，终有一天会成功的。让我们向坚持不懈终于实现“飞天梦”的爬行动物致以祝贺吧。