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【翼龍飛行模式】港大研究:翼龍翼根演化出骨骼肌 能如現代飛機設計減氣流阻力

於 2.16 億年前三疊紀晚期堀起的翼龍目 (Pterosauria) 是恐龍近親,除了是一個飛行爬行動物的演化支,亦是首個演化出動力飛行 (powered flight)的有脊椎動物。然而,關於翼龍的飛行方法和效能的多個細節學界仍未有太多了解。

最新刊於《美國國家科學院院刊 (PNAS) 》的香港大學研究利用激光誘導熒光成影技術 (laser-stimulated fluorescence, LSF) ,發現翼龍演化出帶肌肉的翼身連接翼根,該個稱為「翼根整流罩 (Wing root fairing) 」有如現代飛機的設計,能減少飛行阻力、提高飛行效能。

與蝙蝠和鳥類不同,翼龍翼根整流罩的獨特之處在於主要由肌肉,而不是毛皮或羽毛製成。領導研究的港大地球科學系古脊椎動物實驗室研究助理教授文嘉棋 (Michael Pittman) 指出,帶肌肉的翼根整流罩提升了翼龍的飛行優勢,例如在拍翼時能產生更強大的飛行動力和可以對翼形有更精密的掌控,例如盡量減少不必要的顫動。

團隊所用的翼龍樣本,以及與蝙蝠和鳥類翼根整流罩的對比。 Credit: Pittman, M. & et al. (2021).

團隊以 LSF 分析了來自侏羅紀晚期、於德國南部挖掘出的翼龍亞目樣本。該個於 1937 年發現的樣本在白光下仍保留大量清晰可見軟組織,並發現到翼根整流罩的肌肉特徵,可以緩和翼根整流罩附近的氣流,從而減少飛行阻力。

有參與研究的美國科學進步基金會總監 Thomas Kaye 在聲明中指出,鳥類在侏羅紀晚期才剛開始演化出飛行能力,而是次研究證實,同期的翼龍飛行能力比我們想像中更加理想。研究亦強調了新技術對學界理解翼龍飛行方法和演化的潛在價值。

來源:
港大新聞稿

報告:
Pittman, M., Barlow, L.A., Kaye, T.G. & Habib, M.B. (2021). Pterosaurs evolved a muscular wing–body junction providing multifaceted flight performance benefits: Advanced aerodynamic smoothing, sophisticated wing root control, and wing force generation. PNAS November 2, 2021 118 (44) e2107631118. doi: 10.1073/pnas.2107631118

文/Alan Chiu

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