尾巴长度决定狩猎效率,古老海蜥速度之谜解析

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拥有更长、更灵活尾巴的莫萨水龙能比其亲属更快地扑向猎物。研究人员得出了这一结论,他们重建了四种古代海蜥的身体结构,并通过物理计算评估了它们急剧加速的能力。

沧龙生活在恐龙时代的海中,是当时主要的掠食者之一。研究人员研究的不是该动物能够长时间维持的速度,而是攻击时所需短时间爆发的速度。

科学家们模拟了一种被称为“slam-start”的运动方式。动物首先将尾巴向一侧弯曲,然后猛地将其伸直。这种水中的推力会将整个身体向前推进。该研究负责人基尔斯滕·福莫佐表示,这可以比作游泳运动员蹬池壁起跳,只不过在这种情况下,是尾巴本身在发力。

研究人员利用近乎完整的化石骨骼进行了计算。他们成功地还原了尾巴的大小和形状,并且参照现代蜥蜴(包括科莫多巨蜥)模拟了缺失的肌肉。

随后,科学家们测试了肌肉力量、尾部柔韧性和水阻力的不同组合。这有助于了解当初始参数发生变化时,结果是否依然成立。

对于大型泰洛萨龙,模型显示其最大冲刺速度约为24公里/小时。这指的是在一次强有力的尾部摆动后产生的短暂加速,而非该动物在长时间游泳时能维持的速度。

在四种被研究的物种中,按体型比例计算,加速最快的是板龙。泰勒龙也表现出了极高的数值。相比之下,沧龙,尤其是普洛托龙,在爆发性起步方面逊色于它们。

科学家们发现的主要区别在于尾部的结构。板龙和泰勒龙拥有更长且灵活的尾部,这使得它们在拍击水面之前能更大幅度地弯曲尾巴。事实证明,这种弯曲程度比其他测试因素更为关键。

这种身体构造可能对伏击狩猎很有帮助。爆发性的启动能让它们迅速缩短与猎物的距离。相比之下,沧龙和普洛托龙可能更适应在开阔水域进行长距离追逐。

“这并不意味着普洛托龙游得慢,”福尔莫索说,“它的尾巴更像金枪鱼那样适合长距离游泳,而不是为了爆发性冲刺而设计的。”

这项研究有助于将沧龙的骨骼特征与其生活方式联系起来。所得结果与其他数据一致,包括咬合力、牙齿磨损和化石化学成分的研究。

福尔莫佐表示,当霸王龙等恐龙在陆地上占据统治地位时,沧龙在海洋生态系统中也处于类似的地位。

“了解这些捕食者如何获取食物,有助于科学家重建古代海洋生态系统的结构,”这位研究人员指出。

作者还利用保存在新泽西州立博物馆的一具来自新泽西州化石,对特别巨大的动物(包括沧龙)进行了模型验证。

研究人员指出,这是首次定量评估中生代海洋爬行动物爆发式加速能力的研究。他们将用于计算的工具公开,以便其他科学家能将其应用于其他已灭绝动物,包括那些没有近亲现代对应物种的物种。


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