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桑氏偽齒鳥:有史以來飛鳥中的「大哥大」

動物世界裡的第一名總是競爭激烈,隨著化石不斷出土和研究的深入,這一「寶座」也時常易主。誰是地球上最大的飛行鳥類?這個問題一直撲朔迷離,爭論不休。

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在現存的鳥類中,最大的飛鳥是生活在南冰洋附近的漂泊信天翁。這種白身黑翼的海鳥立高可達1. 25米,平均翼展3.1米,最長翼展達到3.7米。

不過,在地球漫長的歷史中,漂泊信天翁也只能算是個「小個子」。通過化石研究,科學家發現生活在距今約600萬年前的阿根廷巨鷹站立身高超過2米,雙翼展開的長度為5.8~7米。於是,在很長的一段時間裡,阿根廷巨鷹享受著史上最大飛鳥的殊榮。

1983年,美國南卡羅來納州查爾斯頓國際機場新航站樓的建設正在如火如荼地進行著。突然,建築工人發現很多不同尋常的石頭。這些石頭就是「桑氏偽齒鳥」的化石,它們十分巨大,僅僅一根肱骨就比成年人的整條手臂都長。

經過艱難的發掘,在起重機等大型機械設備的幫助下,包括一個完整的頭骨和部分翼骨、腿骨的化石標本被運送到了查爾斯頓博物館進行深入研究。

通過龐大的體形以及頭骨化石喙上的特徵,科學家很快便確定了這些化石來自於一個偽齒鳥科新種的動物。

偽齒鳥,因為其嘴裡長著一口鋒利的假牙而得名。它們嘴裡的牙齒並不同於動物那種會生長、會更新,外麵包有一層牙釉質的牙齒,而是角質喙的一部分,是與牙齒有相同作用的角質突出部。為了紀念查爾斯頓博物館退休館長阿爾伯特-桑德斯,研究人員在《美國國家科學院院刊》上發表論文,正式將其命名為「桑氏偽齒鳥」。

通過化石進行的推算,桑氏偽齒鳥的翼展在6. 1~7.3米之間。這個長度已經超過了阿根廷巨鷹,因此桑氏偽齒鳥成功登上史上最大的飛翔鳥類寶座。

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氏偽齒鳥的體形到底有多大,單憑測量的數據我們似乎很難有一個直觀的印象。簡單地說,我們常見的麵包車長度一般在3米多一點,桑氏偽齒鳥的翼展相當於兩輛麵包車的長度之和。

在距今2700萬年前的漸新世,天空中的霸主無疑就是體形巨大的桑氏偽齒鳥了。藉助巨大翅膀產生的升力,桑氏偽齒鳥能夠飛到世界上的每一個地方。不過,很早以前就有科學家通過一些數學模型計算出了飛行鳥類的最大尺寸。顯然,桑氏偽齒鳥的體形超過了這一理論數據的「上限」

同時,科學家還發現桑氏偽齒鳥的肩胛骨化石竟然小到讓人不可思議的程度。異常小巧的肩胛骨表示它們扇動翅膀的能力很弱,幾乎沒有展翅高飛的可能性。因此,它們是否真的能夠飛翔一度也成為了爭論的焦點。

出土的化石中有一根是桑氏偽齒鳥的肱骨,也就是翅膀骨架上的第一根骨頭。通過對骨頭的研究,科學家發現這些骨頭是中空的,並且薄如蟬翼,再結合桑氏偽齒鳥短小的下肢以及巨大的翼展,他們認定桑氏偽齒鳥不是那種傻乎乎、只會在地面活動的鳥類,而是能夠在天空中自由翱翔的空中巨無霸。

科學家進一步研究發現,桑氏偽齒鳥的骨壁厚度僅有1厘米。因此,相對於巨大的體形來說,桑氏偽齒鳥的體重很輕,只有不到22千克。雖然較輕的體重更利於鳥類在天空中翱翔,但先前對於肩胛骨化石的研究已經否定了桑氏偽齒鳥展翅飛行的可能性,那麼它們又是靠什麼來實現飛行的呢?

現代人類使用的滑翔翼讓科學家茅塞頓開。桑氏偽齒鳥的翼展和滑翔翼的翼展長度差不多,並且它的體重也很輕,同樣擁有中空的管形支架以及大而硬挺的翅膀。

滑翔翼想要起飛的話,必須迎風助跑,桑氏偽齒鳥或許同樣如此。不過,桑氏偽齒鳥的滑翔技能似乎還要更上一層樓。研究發現,這位來自於2700萬年前的高手滑翔效率是現代滑翔翼的4倍。桑氏偽齒鳥是長途飛行的冠軍,科學家推測它們也許能夠一口氣在空中停留幾個星期,甚至幾個月之久。

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桑氏偽齒鳥的骨質「假牙」十分適合捕魚,所以它們應該是一種海鳥。桑氏偽齒鳥生活在廣大的海洋環境中,長途飛行對於它們來說非常重要,因為它們大概需要經常飛越數千千米寬的海洋。

那麼,桑氏偽齒鳥是怎麼做到這一切的呢?

從現代海洋飛行「專家」信天翁的身上,我們似乎能夠發現一些桑氏偽齒鳥飛行的秘密。信天翁巧妙地利用了海面氣流的變化,進行高難度的動力滑翔。桑氏偽齒鳥要想在大海上存活,應該也具備這一特殊的技能。

觀察發現,海浪上方的風速比高空的風速要慢,這一點在空曠的海域更為明顯,桑氏偽齒鳥或許也正是利用這一特點。當上升氣流較弱時,桑氏偽齒鳥會俯衝到海面,並且在最後一秒鐘拉高,拉高的過程讓它們擁有了足夠的動量衝到氣流較快的高空。科學家相信,桑氏偽齒鳥利用兩層氣流間的風速差異,進行螺旋形的滑翔和飄舉,甚至可以幾個小時不扇動一下翅膀。

為了證明推測的準確性,科學家還將桑氏偽齒鳥化石的數據輸入了一個用以預測飛行能力的軟體,所涉及的變數包括了質量、翼展和冀形等。分析結果顯示,以桑氏偽齒鳥的體形和體重來說,僅僅站在原地依靠扇動翅膀根本無法起飛,因此,桑氏偽齒鳥需要在逆風條件下利用下坡加速奔跑,或者利用陣風才能成功起飛。

今天,我們通過化石骨架的復原圖可以看到,桑氏偽齒鳥有一個長長的大腦袋,眼睛很大,角質喙里長有兩排尖利的骨質「假牙」,雙翼細長而有力,翅膀上的肌肉非常發達。雖然沒有羽毛保存下來,但從今天海鳥的羽毛顏色推斷,桑氏偽齒鳥的雙翼和背部為黑灰色,腹部為白色。

2700萬年前的廣袤海面上,巨大的桑氏偽齒鳥優雅地滑翔著,它的兩隻大眼睛注視著海面上的一切動靜。當發現有魚或其他動物在海水表層下活動的跡象之後,這隻龐然大物便會悄無聲息地俯衝下來,伸出長長的喙,利用尖尖的骨質齒將獵物叼住、刺穿并吞吃下去。

桑氏偽齒鳥不是最大的鳥類,它們是已知史上最大的飛行鳥類。大約在距今2500萬年前,它們突然從地球上消失得無影無蹤。目前,我們只能從它們的化石中去窺探這種巨鳥生活中的點點滴滴。希望有一天,我們能夠揭開桑氏偽齒鳥滅絕的原因。

來源 青少年科技博覽(中學版) 2019年第1期 文 程醉

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