美國休斯頓自然博物館的中生代展廳裡,來自遠古的爬行類化石齊齊列隊,看起來無比壯觀。在這群恐龍中,還有兩個古怪的身影:修長的脖子瘦骨嶙峋,尖銳的喙嘴寒光凜凜,空洞的眼孔睥睨著一切,搭配展區藍綠色的燈光看起來十分陰森。它們就是風神翼龍Quetzalcoatlus,地球史上最大的翼龍之一。
休斯頓自然博物館的風神翼龍骨骼 | Daderot / Wikimedia Commons
起飛,以羽蛇神之名
1971年夏天,在美國德克薩斯州和墨西哥交界處的大灣國家公園(Big Bend National Park)裡,一個美國小夥正徒步走在荒無人煙的原野上。他是美國德克薩斯大學地質學專業的研究生道格拉斯•勞森,他正為畢業論文苦惱著。
幸運女神眷顧了這位勤奮的小夥子,很快他在碎石中意外發現了一根暴露在外的翼龍指骨的化石。勞森立即致電了自己的老師沃恩•蘭格斯頓教授,後者聞訊趕來,並迅速組織人手展開挖掘考察。隨著圍巖逐漸被清理乾淨,一隻大得驚人的巨型翼龍翅膀化石逐漸出現在研究人員的面前。保守估計,這隻翼龍的翼展可達10米,尺寸直逼小型戰鬥機。
菲爾德自然博物館的風神翼龍模型 | Eden, Janine and Jim / Wikimedia Commons
本次挖掘的地層屬於西猯組(Javelina Formation),它是北美重要的化石產地。與今日荒涼的德州原野不同,彼時此地可謂是龍鳥共吟的世外桃源,目前已發現包括阿拉莫龍、布拉沃角龍、小貴族龍、蜥鳥盜龍和霸王龍等大量恐龍化石,是名副其實的白堊紀恐龍樂園。
師生倆很快在《科學》雜誌上發表了這一重大發現。在給這隻空中巨怪起名時,蘭格斯頓覺得必須用一個霸氣的名字才能配得上如此巨獸。他靈光一現,想起了中美洲文明普遍信奉的最高神祇——羽蛇神克查爾科亞特爾。
風神翼龍的骨骼 | Kenneth Lu / Wikimedia Commons
羽蛇神信仰流行於奧爾梅克文明、阿茲特克文明和瑪雅文明,在古代壁畫上的形象是一隻長著鳥羽的蛇。傳說中,羽蛇神主管豐收和降雨、星辰和天文,是尤卡坦半島最重要的神明之一。用神靈之名命名這種巨型翼龍,可見科學家對它體型的驚歎,而中文中通常將其意譯為風神翼龍。
身材苗條個子高
由於巨型翼龍的骨骼極易破碎,難以儲存,完整的化石標本往往難以儲存。所以古生物學家推測大型翼龍的體型時,只能根據化石較多的種類,按比例套用到殘缺的翼龍指骨上估算體型。由於計算方法不同,資料可能會出現偏差。起初學者估計風神翼龍的翼展可達15.5米,但最新研究顯示其實只有10到12米左右。科學家後來在蒙大拿州還發現了另一種暫未定名的風神翼龍,翼展僅5米。
風神翼龍的大小比較。大的是諾氏風神翼龍Quetzalcoatlus northropi,小的是尚未命名的另一個種 | Matt Martyniuk (Dinoguy2) / Wikimedia Commons
風神翼龍的體重,更是古生物學家爭論多年的一個謎團。美國的航空專家根據風神翼龍的超大翼展,估算出它的體重大概只有100公斤。但很快就有人提出異議:這麼大的個頭,卻只有100公斤的體重,別說是飛行,恐怕就是站也站不住。又有學者估算出風神翼龍的體重約為544公斤,但也被大家否定:這麼“胖”的翼龍,就算是再強悍的肌肉也克服不了地心引力。如今主流的觀點認為,風神翼龍的體重在180到250公斤之間。
風神翼龍的身高接近長頸鹿,可擁有“魔鬼身材”的長頸鹿體重也超過1噸了,身高相仿的風神翼龍又有啥秘訣能讓身材保持苗條?答案就在它們的骨頭裡。風神翼龍的骨骼中空,有極薄的骨梁,形成輕巧的蜂窩狀結構。這種結構不僅能夠大大減輕體重,還能提高骨骼的韌性和強度。
翱翔小霸王
風神翼龍的前肢附著著健壯的肌肉,重量佔到了體重的四分之一。發達的肌肉群給予了風神翼龍強壯的前肢,這對力大無窮的翅膀可以幫助它們支撐身體和在陸地行走。起飛時,它們會用前肢和後肢用力撐地,依靠地面的反作用力把自己“推”上天空,再張開翅膀騰空而起。
過去人們常常認為翼龍的翼膜只是薄薄的一層皮,可根據對翼膜化石的分析來看,它的結構其實很堅韌。翼膜上下各有角質層,中間分佈著豐富的血管和強健的肌肉纖維,不僅堅固而且彈性也很好。這樣結實的翅膀可以讓翼龍經得住風吹雨打,並不會輕易被劃破。
翼龍翅膀軟組織的想象圖,多層構成了堅固的組織 | Sankar Chatterjee & R. J. Templin / Special Paper of the Geological Society of America (2004)
科學家推測,風神翼龍的飛行方式應該和今天的信天翁或是兀鷲類似,因為它們都長有大到誇張的翅膀。這些體重較重的飛行家,擅長利用上升的熱空氣,長時間停留在空中也無須扇動翅膀。這種飛行方式被稱作“翱翔”。風神翼龍也有振翅飛翔的能力,但借用熱氣流的力量,能有效地節省體力。
翼龍與信天翁、神鷲翅膀形狀的比較 | Mark Paul Witton & Darren Naish / PLoS ONE (2008)
風神翼龍的頭骨長約2.5米,嘴中沒有牙齒,頜骨邊緣銳利,上面覆蓋著堅硬的角質層。這件常常被低估的致命武器,被科學家稱作恐怖的“死亡之喙”。
風神翼龍發現之初,學者們認為它那長長的喙嘴是用來捕魚的。但通常捕魚的翼龍,化石都在海相地層中發現,可風神翼龍卻不守常規,生活在內陸平原,和陸生的恐龍們埋藏在一起。那風神翼龍的喙嘴有什麼作用呢?
科學家推測,當風神翼龍扭動脖子,揮舞喙嘴猛刺時,足以刺穿恐龍的皮肉。風神翼龍平時或許能盤旋在空中搜尋動物屍體,一旦發現目標就著陸,憑藉著巨大的體型趕走其他掠食者大飽口福。如果沒有屍體,風神翼龍可能也攻擊陸地上的小型恐龍,恐龍巢穴裡的恐龍蛋更是不會放過。
蠻橫的風神翼龍攻擊恐龍幼崽 | Mark Witton and Darren Naish / Wikimedia Commons
但獵人也有失手的時候,在加拿大發現的一隻風神翼龍,指骨裡深深嵌入一顆蜥鳥盜龍的牙齒。雖然不能確定蜥鳥盜龍是不是啃食風神翼龍的屍體,但可以想象一代天空霸主到了陸地,還是不得不向兇狠的獸腳類恐龍低頭。
繁榮的家族
在晚白堊世的天空,風神翼龍並不孤獨。20世紀80年代以來,科學家們陸陸續續發現了阿氏翼龍、包科尼翼龍和哈特茲哥翼龍在內的多種巨型翼龍,它們和風神翼龍都隸屬於神龍翼龍科。其中在羅馬尼亞發現的哈特茲哥翼龍Hatzegopteryx,翼展更是超過11米,塊頭更大、更壯實的它,超越風神翼龍成為最大的飛行動物。
巨型翼龍的體型推測和骨骼。A和B是哈特茲哥翼龍,C是隻發現了很少骨骼的阿氏翼龍Arambourgiania philadelphiae,體型未知;D和E是尚未命名的小型風神翼龍 | Mark Witton / Wikimedia Commons
神龍翼龍科是個較晚出現的翼龍家族,在1.08億年前的早白堊世才剛剛登上歷史舞臺。但它們在短短的幾百萬年時間裡,體型迅速變大,一躍成為白堊紀天空的絕對統治者。神龍翼龍科都是清一色的大型翼龍,就連體型稍小的翼展都有3到4米。它們有著修長的脖子和無牙的長喙,是一類兇猛的掠食動物。化石顯示,哈特茲哥翼龍更是扮演起歐洲島嶼的頂級掠食者,讓翼龍家族史無前例地爬上了“霸王”的位置。它們從天而降,讓那些海島上恐龍猝不及防,登陸之後大開殺戒,無法阻擋。
風神翼龍復原圖 | René Kastner / Wikimedia Commons
神龍翼龍類在白堊紀廣泛分佈於北美洲、歐洲、非洲和亞洲。值得一提的是,在浙江臨海市發現了屬於神龍翼龍科的浙江翼龍。它不僅是中國發現的首具神龍翼龍科動物化石,更是已知神龍翼龍科中最完整的化石標本。
到了白堊紀末,一顆小行星撞擊地球,讓包括風神翼龍在內的所有翼龍,連同恐龍一起在地球上消失。巨大的體型意味著更高的能耗,風神翼龍引以為傲的個頭如今卻成為致命的缺陷,它們只能坐視著身邊小型的飛行動物將自己逐漸淘汰。翼龍家族稱霸了億萬年的萬里長空,最終也拱手讓給了崛起的鳥類。