翼竜が空に飛び立ったとき、その体の構造は明らかに重要な利点をもたらした。翼の付け根にある特別な筋肉が恐竜の体を形作って、空気抵抗が最小限に抑えられるようにしたのだ。これは、ドイツ南部で発見された保存状態の良い翼竜の軟組織を分析した新しい研究によって示されています。研究者らによると、対応する筋肉群によって翼のビートがより強力になり、調整が容易になった可能性があるという。
翼竜は自分の力で飛行できる最初の脊椎動物でした。彼らは約1億6000万年にわたって空を支配しました。一部の巨大な爬虫類がこの課題をどのように克服したかは、まだほとんどわかっていません。たとえば、以前の研究では、翼竜が特に軽くて安定した骨を持っていたことがすでに示されています。しかし、翼竜の解剖学的構造と進化に関するさらなる情報を提供する多くの研究は、現代の技術のおかげでのみ可能になりました。
空力形状
香港大学のマイケル・ピットマン率いるチームは、特別なスキャンプロセスを使用して化石翼竜の筋肉を可視化しました。彼らが調査した標本は、ドイツ南部の石灰岩地層、ゾルンホーファー・プラッテンカルクから採取されたもので、ミュンヘンにあるバイエルン州立古生物学コレクションに保管されている。敏感な軟組織を可視化するために、研究者らはレーザー励起蛍光と呼ばれるプロセスを使用しました。彼らは特殊なタイプのレーザー光を化石に照射し、化石化した組織をさまざまな色の蛍光を発させました。
翼竜の首から肩を経て翼の付け根まで続く筋肉構造がはっきりと見えた。 「これらの筋肉は、翼上の空気の流れをスムーズにし、抵抗を減らすために動物の広い輪郭を形成します」とピットマンと彼の同僚は書いています。翼竜の筋肉は、今日の航空機の空気力学的パネルと同様の機能を果たしていたようです。 「航空機を製造する際、エンジニアは流線型のプロファイルを作成することで抵抗を最小限に抑えようと努めます」と研究者は説明します。 「彼らが行っていることの 1 つは、航空機の滑らかな形状とエッジに空力パネルを取り付けることです。フェアリングは通常、空気の流れを構造全体に均等に導き、トレッドの抵抗を軽減する湾曲したセクションです。」
三重の利点を持つ筋肉
同様の形状の最適化は、今日の空を飛ぶ動物でも知られています。現在の鳥類は、首から翼の付け根までの移行部に空気力学的に最適化された羽毛を備えており、コウモリの首には特に厚い毛皮があり、これにより体の周りの空気の流れも改善されています。 「コウモリや鳥類とは異なり、翼竜の翼根部の被覆は、毛皮や羽毛ではなく主に筋肉で構成されているという点で独特でした」とピットマン氏らは述べた。
「フェアリングの筋肉は飛行中の翼の上昇や前翼の動きに寄与した可能性がある」と研究者らは書いている。 「これは、さらなる力生成機能を示唆しています。したがって、この筋肉群は飛行時に 3 つの利点をもたらした可能性があります。それは、空気抵抗の減少、翼の位置の制御の向上、そして翼を羽ばたかせるときのより大きな力です。」著者らによれば、この発見は、彼らが研究した翼竜がおそらく昆虫を狩る機敏な飛行体であったという考えを裏付けるものであるという。この研究では、新しい技術が翼竜の飛行の解剖学的構造と進化をより深く理解するのにどのように役立つかについても焦点を当てています。
出典: Michael Pittman (香港大学) 他、米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2107631118
