彼らは力強い翼の鼓動とともに空に飛び上がります。この概念は鳥類の進化の初期にどのようにして生まれたのでしょうか?現在、実験研究により、二足歩行恐竜の走行中の前肢の受動的な動きから能動的な翼の羽ばたきが生じたという仮説が支持されている。研究者らは、ロボット恐竜とダチョウの計算とその後の研究を通じて、走行中にこの受動的な翼の鼓動がどのように発生するかを文書化することができました。
現在、多くの発見により、多くの恐竜種にはすでに羽毛が生えていたことが判明している。微細な構造は動物を温めたり、求愛行動に役割を果たしたりしました。ある時点で、いくつかの種は空中に持ち上げることができる翼を発達させました。恐竜は最終的に今日の鳥類の祖先に進化しました。しかし、この進化の歴史の中で活発な飛行がどのように進化したのかはまだ不明です。滑空が始まりだったという考えが広く広まっている。樹上に住む恐竜の種は、今日のムササビと同様に、最初はこの方法で生息地内を受動的に移動していた可能性がある。その後、彼らは羽をますます動かし始め、最終的に活発な飛行が可能になりました。
開発のきっかけは何ですか?
しかし、第二の進化史の可能性を示す兆候もある。地上に生息する恐竜種では、滑空の前段階がなくても、翼を羽ばたかせる効果的なストロークが発達していた可能性がある。この火花は、ランニングの副作用によって発生した可能性があります。羽根のある前肢が自動的に上下することで、二足歩行に有利な移動が与えられた可能性があります。説明によると、この効果はその後、動物がある時点で離陸できるようになるまで筋力によって強化されました。
興味深いことに、羽の生えた翼のような前肢を持つ既知の最古の恐竜は地上に生息していた。コーディプテリクスは白亜紀に生息しており、数多くの発見によって記録されている。この二足歩行の恐竜は七面鳥ほどの大きさで、長い羽の生えた爪を持つ前肢を持っていました。これらの構造では確かに飛ぶことはできませんでしたが、その解剖学的構造と化石化した足跡の研究が示すように、明らかに俊敏な走者でした。
走行時の振動が衝撃を与える
研究の一環として、北京の清華大学のシャン・ジャオ氏率いる研究者らは、カウディプテリクスの翼のような構造が恐竜が走るときにどのように動くかを調べた。まず、解剖学的特徴に基づいた理論的計算により、毎秒 2.5 ～ 5.8 メートルの走行速度で振動が発生し、動物の翼を大きく羽ばたかせることがわかりました。
この効果を実験的に確認するために、科学者たちはさまざまな走行速度に設定できる実物大の Caudipteryx ロボットを構築しました。これにより、モデルの計算結果を確認することができました。ロボットは特定の走行速度で翼を羽ばたかせ始めました。
さらに多くの情報を収集するために、チームはセンサーを散りばめた異なる長さの羽根を備えたテスト装置を構築しました。彼らはこれらの装置を若いダチョウの背中にバックパックのように装着しました。これにより、ratite が実行されたときのデバイスへの影響を調べることができました。これは、長い羽を備えた翼が、走行中に受動的に羽ばたくと、実際に一定量の揚力を提供することを示しました。
「したがって、我々の結果は、羽毛恐竜が地面を歩いたときの受動的な効果から能動的な羽ばたきが生じたという証拠を提供するものである」とZhao氏は要約する。当時、これらの印象的な動きは恐竜を空中に持ち上げることはできませんでしたが、さらなる発展の基礎を築いた可能性があります。 「したがって、翼の羽ばたきは滑空よりも早く進化した可能性があります」とZhao氏は言う。
彼と同僚は現在、ボールに留まりたいと考えている。彼らは、カウディプテリクスの羽の生えた翼が受動的な羽ばたきの際にどのような揚力や推進効果を動物に与えたのか、より詳細に分析する予定だ。
出典: PLOS、 PLOS 計算生物学、doi: 10.1371/journal.pcbi.1006846
