Cách hoạt động của Pterosaurs

Hãy tưởng tượng nhảy vào một cỗ máy thời gian. Bạn tìm thấy các nút thời gian và vị trí được đặt trước cho "70 triệu năm trước" và "Tây Texas". Tại sao không, bạn nghĩ. Với một chút do dự, bạn nhấn nút bắt đầu màu đỏ tươi và BAM! Bạn được đưa đến một vùng đồng bằng ngập lụt cổ đại rải rác với cây bách, nguyệt quế, rừng ngập mặn và nhiều loại cây mang nón khác nhau. Thật ngạc nhiên, nó dường như đã hoạt động [nguồn: NPS ].

Hoảng sợ, bạn kiểm tra điện thoại của mình, nhưng vô ích - bạn đang ở cuối kỷ Phấn trắng. Khi nhận thức tỉnh táo đặt ra rằng sự trợ giúp nằm ngoài tầm với, bạn sẽ có cảm giác khó chịu rằng có điều gì đó đang ở phía sau bạn. Như bạn xoay xung quanh, một con thú có cánh lớn kích thước của một chiếc máy bay nhỏ, 36 feet (11 mét) trên, lát qua không khí ngay trên bạn ở tốc độ gần 67 dặm một giờ (108 km một giờ) [nguồn: Castro ].

Kinh hoàng, bạn lao xuống đất khi nó tiếp đất gần đó. Một cái nhìn thận trọng cho thấy một loài bò sát khổng lồ với đôi cánh không giống bất kỳ loài chim hay con dơi nào bạn từng thấy. Đi bằng bốn chân, sinh vật này ngoạm vào thảm thực vật bằng chiếc mỏ dài, không răng, và cuối cùng tóm gọn một con vật nhỏ đang trốn trong bàn chải. Cao bằng một con hươu cao cổ, con quái vật này là Quetzalcoatlus northropi , một trong những loài pterosaurs lớn nhất từng làm duyên trên bầu trời thời tiền sử [nguồn: Witton và Naish ].

Được đặt tên từ những từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "thằn lằn có cánh", pterosaurs là một nhóm bò sát bay xuất hiện lần đầu tiên trên Trái đất khoảng 215 triệu năm trước. Chúng là những động vật có xương sống , hay động vật có xương sống đầu tiên bay lên trời, đánh bại các loài chim và dơi trong hàng triệu năm. Mặc dù chúng không phải là khủng long về mặt kỹ thuật, chúng sống trong cùng khoảng thời gian đó và cũng đã tuyệt chủng khi một vụ va chạm của sao chổi ném hành tinh vào hỗn loạn khoảng 65 triệu năm trước. Vào cuối cuộc hành trình của chúng, pterosaurs đã lan rộng trên toàn cầu, sinh sống ở những khu vực ngày nay là Bắc và Nam Mỹ, Châu Âu, Châu Á, Châu Phi và Châu Úc [nguồn: Unwin ].

Thật không may, chúng ta không có cỗ máy thời gian để đưa chúng ta trở lại thời của loài pterosaurs, nhưng chúng ta có các nhà cổ sinh vật học , các nhà khoa học nghiên cứu và giải thích các hóa thạch. Họ đã có thể sử dụng những tảng đá và xương cũ để khám phá một số điều khá tuyệt vời về cách những sinh vật này tiến hóa, chúng trông như thế nào và cách chúng bay. Một khi bạn làm quen với pterosaurs, bạn sẽ thấy lý do tại sao một số người lại gọi chúng là "rồng của bầu trời".

1. Các loại Pterosaur
2. Bằng chứng Pterosaur
3. Tiến hóa Pterosaur
4. Chuyến bay Pterosaur

Hầu hết mọi người tìm hiểu về loài pterosaurs từ các bộ phim, nhưng tiếc là những mô tả này không thể hiện được sự đa dạng của những sinh vật tuyệt vời này. Ví dụ, cảnh trong " King Kong " (1933) gần như giống với cảnh được miêu tả gần 70 năm sau trong "Công viên kỷ Jura III" (2001). Trên thực tế, các nhà cổ sinh vật học đã xác định được khoảng 130 loài pterosaur, từ Quetzalcoatlus northropi cỡ máy bay đến Nemicolopterus crypticus , không lớn hơn một loài chim biết hót nhỏ [nguồn: Witton , Wang et al. ]. Một số có răng, một số có đuôi, và đỉnh đầu có đủ hình dạng và kích cỡ khác nhau. Sự thật, hóa ra, thú vị hơn là hư cấu.

Nhưng trước khi chúng ta tiếp tục, Hollywood đã lấy cảm hứng từ đâu? Chủ yếu là từ Pteranodon , một loài khủng long có sải cánh rộng tới 22 feet (7 mét), chiếc mỏ dài, không có răng và chiếc mào xương xẩu [nguồn: Unwin ]. Các nhà làm phim có thể đã chú ý đến những sinh vật mang tính biểu tượng này vì chúng được phát hiện sớm và thường xuyên. Nhà cổ sinh vật học OC Marsh đã thu thập những hóa thạch đầu tiên ở miền tây Kansas vào năm 1870, và kể từ đó, hơn 1.000 mẫu vật đã được đào lên, khiến nó trở thành một trong những loài pterosaurs đại diện tốt nhất trên Trái đất. Pteranodon cũng là loài khủng long đầu tiên được phát hiện ở Hoa Kỳ, và không có gì khán giả xem phim thích hơn một anh hùng toàn Mỹ! [nguồn: Bennett , Unwin ]

Trong khi Pteranodons có một chút kỳ lạ theo đúng nghĩa của chúng, các loài pterosaurs khác đã đưa mọi thứ lên một cấp độ hoàn toàn mới. Một cách là đi qua những đỉnh đầu đó. Hãy xem Tapejara imperator , một loài khủng long từ cuối kỷ Phấn trắng được tìm thấy ở đông bắc Brazil. Chiếc mũ đội đầu của nó, trông giống như một chiếc thuyền buồm hướng ra phía sau hộp sọ của nó, sẽ là phụ kiện hoàn hảo cho lễ kỷ niệm Carnival của đất nước [nguồn: Hone et al. ]. Một loài khủng long khác từ thời kỳ đó, Nyctosaurus , có chiếc mào giống như hươu cao cổ gấp ba lần chiều dài hộp sọ của nó khiến nó trông giống như đang đeo một bộ tai thỏ ăng-ten truyền hình [nguồn: Bennett ].

Và sau đó là Pterodaustro , một loài khủng long có nguồn gốc từ đầu kỷ Phấn trắng ở Argentina. Sinh vật này nhỏ hơn nhiều so với Pteranodon, với sải cánh chỉ hơn 4 feet (1,3 mét) và có một cái mõm dài, cong lên. Nhúng vào hàm dưới là hơn 1.000 chiếc răng dài như kim và khiến Pterodaustro trông giống như một chiếc răng sâu khổng lồ. Vẻ ngoài kỳ lạ này khiến một nhà nghiên cứu khủng long gọi nó là "bàn chải đánh răng có cánh" [nguồn: Hone et al. ]

Cái gì với Head Crest?

Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của pterosaurs là mào đầu, một cấu trúc nổi bật được làm bằng vật liệu giống sừng và mô mềm được hỗ trợ bởi xương. Một số bằng chứng cho thấy chúng thậm chí có thể đã được tô màu rực rỡ. Dù hình dạng chính xác của những chiếc mào là gì, vẫn có sự bất đồng đáng kể về việc chúng thực sự được sử dụng để làm gì. Một số nhà cổ sinh vật học nghĩ rằng chúng đã giúp pterosaurs phân biệt loài này với loài khác, trong khi những người khác cho rằng chúng thu hút bạn tình, điều chỉnh nhiệt hoặc hoạt động như một bánh lái trong không khí hoặc một con tàu trong nước [nguồn: Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ ].

Cho đến khi các nhà cổ sinh vật học có thể tìm ra cách đưa pterosaurs trở lại cuộc sống theo kiểu Công viên kỷ Jura , họ sẽ phải dựa vào các hóa thạch để giải thích những sinh vật này như thế nào. Và kể từ khi phát hiện đầu tiên về hài cốt của loài khủng long vào cuối thế kỷ 18, họ đã cố gắng làm điều đó - với mức độ thành công khác nhau.

Hãy xem, hài cốt của loài khủng long tốt là tương đối hiếm và thường không đầy đủ vì xương rỗng, nhẹ của chúng rất dễ vỡ và không đặc biệt thích hợp cho quá trình hóa thạch. Ngay cả khi một mẫu vật tốt được tìm thấy, nó vẫn dễ bị hư hỏng khi chiết xuất, vận chuyển và chuẩn bị. Kết quả là, pterosaurs đã đưa ra một câu đố đặc biệt khó khăn mà các nhà cổ sinh vật học vẫn đang cố gắng ghép lại [nguồn: Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ, "Hóa thạch" ].

Không ai chắc chắn chính xác ai đã tìm thấy bộ xương khủng long đầu tiên, nhưng nó được đào ra từ lớp đá vôi 150 triệu năm tuổi ở Đức vào khoảng giữa năm 1767 và 1784 [nguồn: Switek]. Sau đó, mẫu vật được chuyển đến tay Cosimo Alessandro Collini, một nhà khoa học tự nhiên người Ý, người không thực sự biết nó phải làm gì. Ông kết luận sai rằng ngón tay thứ tư dài bất thường của nó hỗ trợ một mái chèo để bơi lội, mặc dù để bảo vệ ông, bộ xương được tìm thấy trong một đầm phá cổ đại, xung quanh là di tích hóa thạch của các sinh vật đại dương. Mãi đến năm 1801, nhà tự nhiên học người Pháp Georges Cuvier mới phát hiện ra rằng mẫu vật mà sau này ông đặt tên là "pterodactyle", không có mái chèo mà có cánh. Bất chấp sự chú ý ban đầu đến loài pterosaurs, các nhà cổ sinh vật học sớm mất hứng thú với loài sinh vật này vì hóa thạch ngày càng khan hiếm và ít được hiểu biết [nguồn: Monastersky , Switek ].

Đến những năm 1970, các lý thuyết và kỹ thuật hiện đại đã đưa pterosaurs trở lại với tâm điểm chú ý. Trong khi các nhà cổ sinh vật học từ lâu đã nghi ngờ rằng loài bò sát bay là loài ăn cá, nghiên cứu mới cho thấy chúng ít kén ăn hơn rất nhiều, với chế độ ăn bao gồm cả động vật không xương sống nước ngọt nhỏ và thậm chí cả khủng long nhỏ. Các khám phá về địa điểm làm tổ và trứng hóa thạch cho thấy rằng pterosaurs có khả năng tụ tập thành từng nhóm và đẻ những quả trứng mặt mềm mà chúng chôn để bảo vệ. Một quả trứng, được phát hiện vào năm 2004, thậm chí còn có một con khủng long nhỏ không mảnh vải che thân trong đó! Từ phát hiện đó, các nhà cổ sinh vật học đã có thể xác định rằng những sinh vật này có thể có khả năng tự chăm sóc bản thân và thậm chí bay ngay sau khi chúng nở. Ồ, và những chiếc mào đầu? Những thứ đó có thể chỉ dành cho nam giới [nguồn: Switek , Unwin ,Than ].

Rõ ràng, có rất nhiều nghiên cứu thú vị, nhưng hãy theo dõi để biết thêm: Một nhà cổ sinh vật học đã tuyên bố thế kỷ 21 là "thời kỳ hoàng kim của nghiên cứu khủng long".

Rắc rối với "Pterodactyl"

Kể từ khi Cuvier đặt tên mẫu vật của mình là "pterodactyle" vào năm 1812, thuật ngữ "pterodactyl" thường được dùng làm tên chung cho tất cả các loài bò sát bay. Ngày nay, các nhà cổ sinh vật học nhanh chóng chỉ ra rằng thuật ngữ chính xác là "pterosaur" [nguồn: Taquet và Padian , Naish ].

Khi các nhà tự nhiên học lần đầu tiên bắt đầu nghiên cứu hóa thạch khủng long vào đầu thế kỷ 19, họ có cùng phản ứng mà bạn có thể sẽ thấy: Đó là cái gì? Họ thực sự không có bất cứ thứ gì để so sánh các bộ xương với nhau, và kết quả là, các giả thuyết sai lầm bắt đầu bay nhanh hơn một con khủng long bằng gió đuôi. Nhưng đây là khoa học. Những khám phá mới sớm dẫn đến kiến ​​thức mới, và ngày nay các nhà cổ sinh vật học biết nhiều hơn về vị trí của pterosaurs trong lịch sử tiến hóa .

Không quá ngạc nhiên khi các nhà khoa học ban đầu cố gắng kết nối pterosaurs với các loài chim và dơi hiện đại, nhờ khả năng bay chung của chúng. Giáo sư giải phẫu và giải phẫu Samuel Thomas von Sommering lần đầu tiên cho rằng những sinh vật này là một loại dơi nào đó vào đầu những năm 1800, một giả thuyết chỉ được củng cố bởi một số hình vẽ khá tuyệt vời về loài pterosaurs có bộ lông với đôi tai lớn. Nhà cổ sinh vật học Harry Seeley cũng đưa ra một câu nói tương tự trong cuốn sách năm 1901 của ông, "Những con rồng của bầu trời", trong đó ông khẳng định các loài chim là hậu duệ của loài pterosaurs [nguồn: Unwin ].

Trong khi có rất nhiều lý do khiến hai người đàn ông này sai, nhưng lời giải thích cơ bản nhất liên quan đến đôi cánh. Trên cả dơi và pterosaurs, đôi cánh được làm từ một lớp màng kéo dài giữa cánh tay và chân của chúng. Tuy nhiên, phần bên ngoài của cánh này được hỗ trợ bởi bốn ngón ở loài dơi và chỉ một ngón ở loài pterosaurs. Cánh chim chủ yếu được nâng đỡ bởi cánh tay của chúng và rõ ràng là được bao phủ bởi lông vũ [nguồn: Unwin , Hutchinson ].

Điều kém rõ ràng hơn là những gì đến trước pterosaurs. Cuvier, nhà tự nhiên học người Pháp, đã đi một bước đúng hướng khi ông đề xuất vào đầu những năm 1800 rằng pterosaurs là loài bò sát (mặc dù lý thuyết đó không được chấp nhận hoàn toàn trong một thế kỷ nữa). Kể từ đó, các nhà cổ sinh vật học đã nghiên cứu những chiếc đục của họ để cố gắng đặt chúng lên cây họ bò sát. Vấn đề là không ai tìm thấy một loài khủng long nguyên sinh - về cơ bản là một hóa thạch chuyển tiếp giữa loài pterosaurs và tổ tiên giống thằn lằn của chúng. Nhưng điều đó không ngăn cản các nhà cổ sinh vật học phỏng đoán. Trong bốn giả thuyết chính giải thích về tổ tiên của loài pterosaur, giả thuyết dường như được nhiều người chấp nhận nhất đặt chúng ở Ornithodira, một nhóm chị em với khủng long [nguồn: Unwin , Witton ].

Pterosaurs không phải là Khủng long

Đừng vội gọi pterosaurs là "khủng long bay". Mặc dù hai nhóm có thể có liên quan, nhưng chúng không giống nhau. Nó giống như nếu ai đó nói rằng chúng tôi là động vật có túi: Tôi đoán chúng tôi có chung một số đặc điểm với chúng, nhưng vẫn có một số khác biệt thực sự lớn [nguồn: Switek ].

Thật khó để tưởng tượng bất kỳ con vật nào có kích thước như một con hươu cao cổ lại bay lên khỏi mặt đất và ở trên không trong thời gian rất lâu. Rốt cuộc, chim và dơi không ở đâu lớn như vậy! Nhưng khi nói đến pterosaurs, hãy quên những gì bạn biết về những người bay hiện đại. Những loài bò sát bay này, đã bay lên bầu trời khoảng 80 triệu năm trước những người bạn lông lá và lông xù của chúng ta, có chiến lược riêng để phóng lên không trung và bay lên trên trái đất thời tiền sử [nguồn: Habib ]. Và, hóa ra, họ thực sự khá giỏi.

Như chúng ta đã đề cập trước đây, đôi cánh của loài khủng long bao gồm một lớp màng kéo dài giữa chân, tay và ngón tay thứ tư đặc biệt dài. Xương cánh - rỗng và mỏng như một quân bài - cực kỳ nhẹ và linh hoạt, nhưng cũng rất mạnh. Chúng hỗ trợ da và màng cơ, được củng cố bởi các sợi dài chạy từ trước ra sau. Hệ thống này cho phép pterosaurs điều chỉnh độ căng và hình dạng của đôi cánh để có khả năng bay tối đa [nguồn: Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ ].

Nhưng làm thế nào họ đi lên được? Giống như dơi và chim hiện đại, pterosaurs không chỉ bắt đầu vỗ cánh để bay trên không; chúng phải phóng mình lên không trung trước rồi mới giao tranh với các cánh. Lúc đầu, các nhà cổ sinh vật học đoán rằng chúng hẳn đã nhảy khỏi chân sau vì đó là những gì loài chim thường làm. Tuy nhiên, nghiên cứu sâu hơn về giải phẫu loài pterosaur cho thấy rằng cánh tay của những sinh vật này thực sự mạnh hơn chân của chúng - hoàn toàn trái ngược với loài chim. Điều này cùng với những phát hiện mới về việc chúng đi bằng bốn chân (đi bằng bốn chân), cho thấy rằng pterosaurs cũng sử dụng cả bốn chi để phóng lên không trung. Nhiều chi hơn đồng nghĩa với nhiều sức mạnh hơn, ngay cả những loài pterosaurs lớn nhất cũng có một số bước tiến nghiêm trọng [nguồn: Vogel ].

Chiến lược cất cánh này mặc dù đã có hơn 200 triệu năm tuổi nhưng gần đây mới được sự quan tâm của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ. Làm việc với một nhà nghiên cứu khủng long, họ hy vọng sẽ phát triển một hệ thống máy bay có thể cho phép phi công thực hiện các vụ phóng thẳng đứng hoặc cất cánh nhanh chóng mà không cần nhiều nhiên liệu. Nếu họ có thể thực hiện điều này, chuyến bay sẽ thực sự đi trọn vẹn: từ những động vật có xương sống biết bay đầu tiên đến công nghệ máy bay mới nhất [nguồn: Sneed ].

Ghi chú của tác giả: Cách hoạt động của Pterosaurs

Giống như hầu hết mọi cậu bé trong thế hệ của tôi, tôi yêu khủng long. Tôi thích đọc về chúng, thăm các viện bảo tàng về chúng và mặc chúng trên áo phông của mình. Mẹ tôi nói về cơ bản tôi là một cuốn bách khoa toàn thư về khủng long biết đi, sẵn sàng phân tích độ dài và khoảng thời gian cho mọi loài từ Tyrannosaurus rex đến Brachiosaurus . Hãy tưởng tượng sự ngạc nhiên của tôi, khi nghiên cứu bài báo này, để phát hiện ra rằng pterosaurs không thực sự là khủng long. Tôi thậm chí đã không sử dụng đúng tên, thay vào đó gọi nhầm chúng là "pterodactyls". Tôi sẽ rất thất vọng nhưng rất vui khi có cơ hội này để lập kỷ lục - và có ai đó ngoài Mẹ lắng nghe anh ấy kể về các loài bò sát thời tiền sử.

Những bài viết liên quan