新的证据表明被动机翼拍打可能比滑翔飞行早出现

发布者:匿名 2019-05-04 浏览量:1423


摘要:在恐龙进化飞行能力之前,双腿恐龙可能已经开始拍打翅膀,作为沿地面奔跑的被动效应。

尾羽龙机器人用于测试被动扑翼飞行。

清华大学的赵景山(音译)和他的同事们的最新研究表明,在进化出飞行能力之前,两腿恐龙可能已经开始拍动翅膀,作为一种在地面上奔跑的被动效应。

这一发现发表在《公共科学图书馆计算生物学》上,为鸟类飞行的起源提供了新的见解,自1861年发现始祖鸟以来,这一直是争论的焦点。虽然滑翔式飞行似乎在进化史上早已成熟,但越来越多的证据表明,主动扑翼飞行可能在没有中间滑翔阶段的情况下出现。

为了研究进化史上的这一关键点,赵景山(音译)和他的同事们研究了尾龙,这是一种最原始、不会飞行的恐龙,已知它有羽毛状的“原始翅膀”。这种双足动物的重量约为5公斤,每秒可跑8米。

首先,研究人员使用一种称为模态有效质量理论的数学方法来分析奔跑对尾羽龙身体各部位的机械效应。这些计算表明,运行速度在每秒2.5到5.8米之间会产生强迫振动,导致恐龙的翅膀翻动。

现实世界的实验为这些计算提供了额外的支持。科学家们建造了一个与真人一样大小的尾羽龙机器人,它可以以不同的速度奔跑,并证实了奔跑导致了翅膀的拍打运动。他们还给一只幼小的鸵鸟装上了人造翅膀,发现奔跑确实会使翅膀拍打,翅膀越长越大,升力就越大。

赵说:“我们的研究表明,当恐龙在地面上奔跑时,拍打羽毛翅膀的运动是被动而自然地发展起来的。”虽然这种拍打动作在当时不能把恐龙带到空中,但是拍打翅膀的动作可能比滑翔更早发展。”

赵说,本研究的下一步是分析尾羽龙羽翼在被动拍打过程中的升力和推力。

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