爬行動物努力了千萬年的飛天夢

望著空中自由飛翔的鳥兒，人類的“飛天夢”油然而生，花了數百年，人類實現了這個想法。但我們不知道的是，早在鳥兒之前，已有動物為了它們的“飛天夢”努力了千萬年的時間，那就是爬行動物。

“飛天夢”萌芽

爬行動物的飛天夢萌芽始於空尾蜥，空尾蜥的拉丁文學名意為“空中蜥蜴的祖先”，也正說明了這一點。空尾蜥是一種生存於二疊紀晚期（距今約2.5億年）的原始雙弓類爬行動物，與蜥蜴和恐龍的共同祖先是親戚關係。其實，如果不是長有一對“翅膀”，空尾蜥跟現代蜥蜴看起來沒有什麼不同。

空尾蜥的前後肢之間長有好幾條骨質衍生物，與其上附著的面板一起撐起了兩片“翼膜”，能在樹木之間滑翔。空尾蜥體形嬌小，平均長度為60釐米，頭骨類似蜥蜴，有尖端的口鼻部，外表為翠綠的鮮豔顏色，有助於在林間隱形。這一切使它像一架小型隱形飛機，在昆蟲不知不覺間就將它們一口吞下。

生活在晚三疊紀（距今2.35億年）的孔耐蜥繼承了空尾蜥的“翅膀”並將其發揚光大了。孔耐蜥的腹部兩側長有長達14釐米的肋骨，上面同樣覆有面板，連線這雙“翅膀”的是強健的腹肌。這雙更長更大的“翅膀”賦予孔耐蜥更強的“飛行”本領，根據古生物學家的風洞實驗，孔耐蜥能從樹上俯衝下來，一口氣飛出9米遠。

“飛天夢”進階

500萬年後出現的長鱗龍對前輩們的滑翔方式不太滿意，它獨立進化出了一種新的結構：背上“羽毛”。長鱗龍的外形與大小接近蜥蜴類，但它的身體結構卻分別與鱷魚和恐龍相似，比如與鱷魚相似的下頜孔及眶前孔，又有與恐龍相似的叉骨。因為這些爭議，長鱗龍在分類學上的位置至今仍未確定。

但長鱗龍的奇怪之處不僅如此，它的背上還長有比身體更長的“羽毛”。目前發現的長鱗龍標本中的“羽毛”數目各不相同，有長7根的、有長5根的、有長3根的，還有一隻長鱗龍只長有1根“羽毛”。不過，這些“羽毛”的形狀很相似，它們附著在長鱗龍的背部，長而狹窄，尾端朝後，外形類似曲棍球棒，中央都有一條突起的稜脊，兩側則是扁平片狀物。單獨來看，長鱗龍的“羽毛”與鳥類羽毛很相似，但是相比鳥類羽毛，這些“羽毛”又太長也太少了，最長的“羽毛”達到了15釐米，與長麟龍的體長很不協調。古生物學家們現在還沒搞懂長麟龍的“羽毛”究竟是何用處，不過他們傾向於相信這些“羽毛”的作用與鳥類相同，可用於飛行、取暖或吸引異性。

與長麟龍生活在同時代的沙洛維龍對飛行又有不同的理解，它認為滑翔翼膜還是有前途的，不過要“安裝”在後腿上。

沙洛維龍是個“小個子”，身長僅有30釐米，但是卻有一雙“大長腿”，它的後肢長度接近甚至超過身長。這雙修長的後肢上連線著寬大的翼膜，展開後就是一個三角形形狀的“翅膀”，沙洛維龍是世界上第一種，也是唯一一種具有三角翼的滑翔動物。現代噴氣式戰鬥飛機上也採用了三角翼結構，實踐證明，三角翼是一種能大大提高速度的翅膀形狀。而且，沙洛維龍還具有兩對三角翼，它的前肢上也長有一對小小的三角翼。古生物學家認為，這對小三角翼是起著控制方向和平衡身體的作用。

不過，儘管有“高精尖”的三角翼加持，沙洛維龍仍然只能滑翔，因為它並不具備強健的肌肉支援遠距離的飛行，就像沒有動力的戰鬥機也無法衝上雲霄一樣。當然，與同樣滑翔的前輩們相比，沙洛維龍滑翔的速度要快得多，而且後肢翼膜的方式還解放了“雙手”，當它垂直滑翔到樹上的時候，相對自由的前肢就可以捕捉小動物或者摘取樹上的食物，大大提高了捕食效率。

“飛天夢”實現

又過了2000萬年，經歷了一次次的失敗後，第一類飛向天空的脊椎動物——翼龍終於實現了爬行動物的“飛天夢”。

翼龍的品種很多，按照目前所知，人類推測翼龍的品種超過100多種。不同種類的翼龍大小不一，目前發現的最小翼龍大約只有蜂鳥的兩倍大，而大型翼龍則跟一架飛機差不多。儘管體型不同，但翼龍們都有不俗的飛行能力。

早期的翼龍體型較小，大小與現代鳥兒相近，它們的飛行策略也與鳥兒相同——儘可能“減肥”。目前發現的最小翼龍——森林翼龍就是使用該策略的佼佼者。

森林翼龍體長約9釐米、翼展大約25釐米，為了用小小的翅膀飛起來，森林翼龍捨棄了一些東西，比如牙齒。別看牙齒很小，但作為身體中為數不多的硬組織之一，它的重量可是不容小覷的。而牙齒逐漸退化，替代以更加輕盈中空的角質喙則是減輕體重的一個好方法。因此不僅森林翼龍，飛行界的後起之秀——鳥類也採用了相同的策略。沒有了牙齒的森林翼龍，只能以各種小型昆蟲為食，反過來也導致了它沒有長時間飛行的動力來源。

除了牙齒，森林翼龍還捨棄了一部分骨骼，比如起平衡作用的尾椎骨，這同樣是為了減重。作為補償，森林翼龍全身覆蓋著綿密的毛髮。體表毛髮的出現讓森林翼龍的身體更加符合空氣動力學，減小了飛行過程中身體與氣流接觸產生的摩擦力，同時也提高了飛行時身體的穩定性。良好的飛行能力讓小小的森林翼龍在森林中生活得風生水起。

最大的翼龍，同時也是最大的飛行動物之一——諾氏風神翼龍，與它的小夥伴森林翼龍相同，為了減肥也捨棄了牙齒和部分尾椎骨。但減少的這些體重對於它龐大的身軀來說只是九牛一毛，因此古生物學家推測，它一定還有另外的飛行技巧。

目前發現的風神翼龍直立身高直逼長頸鹿，體重高達200～300千克，當它展開膜質雙翼飛向天空時，翼展可達11米左右。這麼大的翼龍，它是怎麼起飛的呢？英國布里斯托大學的古生物學家認為，風神翼龍是透過強壯的四肢（後肢和翅膀的腕部）蹬地，利用地面提供的反作用力起飛的。一旦脫離地面，風神翼龍的翼膜就能很好地掌控風力，遨遊天空。

翼龍和蝙蝠都是用翼膜來飛行的，但兩者的翼膜又稍有不同。蝙蝠是用延長的2～5指來撐開翼膜的，而翼龍只使用了一根手指，使用一根手指的好處是在空中飛行時更容易掌握平衡。翼龍的翼膜上覆蓋有多層纖維，其中一種叫做“放射狀纖維”。放射狀纖維極大地提高了翼龍翼膜的抗張強度（材料經受拉力而不斷裂的最大應力）和韌性。正是因此，翼龍只需要用一根手指控制一片沒有骨骼參與的膜狀翼，就實現了其他飛行動物運用更復雜的翅膀（比如蝙蝠的多指翼膜和鳥類複雜的羽毛翅膀）才能達到的效果。

除了翼膜的精巧構造，還有研究表明，翼龍的大腦也在飛行的過程中起到了重要的作用。美國斯坦福大學的古生物學家瑪格·格里森用X光對翼龍的顱部進行掃描，發現翼龍已發育出了部分大腦組織，其中有很大一塊區域是翼龍的位置和平衡中樞，可以測量各個方向上的偏航、轉向的微小變化，並且發出指令，對翅膀進行精確微調。

起飛後，風神翼龍能飛多遠呢？古生物學家們製造了風神翼龍的模型進行風洞飛行試驗，結果顯示，翼龍可能不善於非常快速地飛行，但它們的身體結構使得它們很適合在上升暖氣流當中慢速飛行。同時，翼龍在這種低速飛航模式下，能效比是非常高的，不需要很多能量，就可以進行長時間的飛行。甚至有古生物學家宣稱，風神翼龍一次可飛行16000千米。