Quetzalcoatlus - Quetzalcoatlus

Quetzalcoatlus
Временной диапазон: Поздний мел, Верхний Маастрихтский, 68–66 Ма
Gfp-quetzalcaotlus.jpg
Восстановлен Quetzalcoatlus скелет
отображается в четвероногой стойке,
Хьюстонский музей естествознания
Научная классификация е
Королевство:Animalia
Тип:Хордовые
Заказ:†Птерозаврия
Подотряд:†Птеродактилоидеи
Семья:†Azhdarchidae
Род:†Quetzalcoatlus
Лоусон, 1975
Типовой вид
†Quetzalcoatlus northropi
Лоусон, 1975 г.

Quetzalcoatlus /kɛтsəlkoʊˈæтлəs/ это птерозавр известно из Поздний мел Северной Америки (Маастрихтский stage) и одно из самых известных летающих животных всех времен. Это член семьи Azhdarchidae, семейство продвинутых беззубых птерозавров с необычно длинной жесткой шеей. Его название происходит от Ацтекский бог пернатых змей, Кецалькоатль. В тип и только вид является Q. northropi.

Открытие и виды

Состав голотипа плечевая кость

Первый Quetzalcoatlus окаменелости были обнаружены в Техас, США, из Маастрихтский Формация Джавелина в Национальный парк Биг-Бенд (датируется примерно 68 миллионами лет назад[1]) в 1971 г. Дуглас А. Лоусон, аспирант-геолог Джексонская школа наук о Земле в Техасском университете в Остине. Образец состоял из частичного крыла (у птерозавров, состоящего из предплечий и удлиненного безымянного пальца) от человека, который, по оценке, позже оценивался более чем в 10 м (33 фута) в высоту. размах крыльев.[2]

Лоусон обнаружил второй участок того же возраста, примерно в 40 км (25 миль) от первого, где между 1972 и 1974 годами он и профессор Ванн Лэнгстон-младший из Техасский мемориальный музей обнаружили три фрагментарных скелета гораздо более мелких особей. Лоусон в 1975 году сообщил о находке в статье в Наука.[3] В том же году в последующем письме в тот же журнал он сделал оригинальный большой образец TMM 41450-3, голотип нового рода и вида, Quetzalcoatlus northropi. Название рода относится к Ацтеков пернатый бог-змей Кецалькоатль. В конкретное имя почести Джон Кнудсен Нортроп, основатель Northrop, который руководил развитием больших бесхвостых летающее крыло конструкции самолетов напоминающие Quetzalcoatlus.[4]

Реконструкция скелета В. sp.

Сначала предполагалось, что более мелкие особи являются ювенильными или субзарядными формами более крупного типа. Позже, когда были обнаружены другие останки, выяснилось, что они могли быть отдельным видом. Этот возможный второй вид из Техаса был временно назван Quetzalcoatlus sp. к Александр Келлнер и Лэнгстон в 1996 году, указывая на то, что его статус был слишком неопределенным, чтобы дать ему полное название нового вида.[5] Более мелкие экземпляры более полны, чем Q. northropi голотипа и включают четыре частичных черепа, хотя они намного менее массивны, с примерным размахом крыльев 5,5 м (18 футов).[6]

Образец голотипа Q. northropi еще предстоит должным образом описать и диагностировать, а текущее состояние рода Quetzalcoatlus был определен как проблемный. Марк Уиттон и соавторы (2010) отметили, что типовые виды рода - фрагментарные кости крыльев, составляющие Q. northropi- представляют элементы, которые обычно считаются недиагностическими для общего или конкретного уровня, и это усложняет интерпретацию таксономии аждархид. Например, Виттон и другие. (2010) предположили, что Q. northropi Типовой материал имеет достаточно обобщенную морфологию, чтобы быть почти идентичным материалам других гигантских аждархид, таких как перекрывающиеся элементы современного румынский гигантский аждархид Hatzegopteryx. В этом случае и при условии, что Q. northropi можно отличить от других птерозавров (т. е. если это не номен дубиум ), возможно Hatzegopteryx следует рассматривать как европейское проявление Quetzalcoatlus. Однако Виттон и другие. также отметил, что материал черепа Hatzegopteryx и В. sp. различаются настолько, что их нельзя рассматривать как одно и то же животное, но значение этого не может быть установлено из-за неуверенности в отношениях между Quetzalcoatlus образцы.[7] Эти проблемы могут быть решены только Q. northropi демонстрируется как действительный таксон и его отношения с Q. sp. ведется расследование. Дополнительным осложнением этих дискуссий является вероятность того, что огромные птерозавры, такие как Q. northropi могли совершать длительные трансконтинентальные перелеты, предполагая, что в таких разных местах, как Северная Америка и Европа, могли быть общие гигантские виды аждархид.[7]

Шейный позвонок аждархида, обнаруженный в 2002 году, маастрихтская эпоха. Формация Адского ручья, может также принадлежать Quetzalcoatlus. Образец (BMR P2002.2) был обнаружен случайно, когда он был помещен в полевую куртку, подготовленную для транспортировки части Тиранозавр образец. Несмотря на эту ассоциацию с останками крупного плотоядного динозавр, на позвонке нет никаких доказательств того, что его жевал динозавр. Кость принадлежала отдельному птерозавру аждархид, у которого, по оценкам, размах крыльев составлял 5–5,5 м (16–18 футов).[8]

Описание

Размер

Смотрите также: Размер птерозавра
Сравнение размеров человека с Q. northropi (зеленый) и В. sp. (синий)
Сравнение Q. northropi с Cessna 172 легкий летательный аппарат

Когда в 1975 году он был впервые назван новым видом, ученые подсчитали, что самый крупный Quetzalcoatlus окаменелости были получены от человека с размахом крыльев 15,9 м (52 фута). Выбор середины из трех экстраполяций пропорций других птерозавров дал оценку 11 м, 15,5 м и 21 м соответственно (36 футов, 50,85 футов, 68,9 футов). В 1981 году дальнейшие продвинутые исследования снизили эти оценки до 11–12 м (36–39 футов).[9]

Более поздние оценки, основанные на более глубоком знании пропорций аждархид, показывают, что размах их крыльев составляет 10–11 м (33–36 футов).[7] Останки, найденные в Техасе в 1971 году, показывают, что у этой рептилии минимальный размах крыльев составлял около 11 м (36 футов).[10] Общая высота в положении на двух ногах, основанная на размахе крыльев, должна быть не менее 3 м (9,8 фута) в плече.[2]

Оценки веса гигантских аждархид чрезвычайно проблематичны, потому что ни один из существующих видов не имеет схожего размера или строения тела, и, как следствие, опубликованные результаты сильно различаются.[2] Обобщенный вес, основанный на некоторых исследованиях, которые исторически выявили чрезвычайно низкие оценки веса для Quetzalcoatlus, составляла всего 70 кг (150 фунтов) для человека длиной 10 м (32 фута 10 дюймов). Большинство оценок, опубликованных с 2000-х годов, были значительно выше, около 200–250 кг (440–550 фунтов).[11][12]

Реконструкция черепа В. sp.

Череп

Материал черепа (от более мелких экземпляров, возможно, родственных видов) показывает, что Quetzalcoatlus имел очень острый и заостренный клюв. Это противоречит некоторым более ранним реконструкциям, которые показали более тупую морду, основанную на непреднамеренном включении челюстного материала другого вида птерозавров, возможно, Tapejarid или форма, относящаяся к Тупусуара. Также присутствовал гребень черепа, но его точная форма и размер до сих пор неизвестны.[5]

Классификация

Сравнение Quetzalcoatlus шейные позвонки слева с Фосфатодрако голотип справа

Ниже приводится кладограмма показывая филогенетическое размещение Quetzalcoatlus в пределах Неоаждархии из Andres and Myers (2013).[13]

 Неоаждархия  
 
 Thalassodromidae  
 

Thalassodromeus sethi

 
 
 

Tupuxuara leonardii

 
 

Tupuxuara longicristatus

 
 
 
 Dsungaripteridae  
 
 

Domeykodactylus ceciliae

 
 

Dsungaripterus weii

 
 
 
 

Нориптер осложненный

 
 

Noripterus parvus

 
 
 
 
 
 Chaoyangopteridae  
 

Eoazhdarcho liaoxiensis

 
 
 

Шэньчжоуpterus chaoyangensis

 
 
 

Chaoyangopterus zhangi

 
 

Jidapterus edentus

 
 
 
 
 
 

Radiodactylus langstoni

 
 Azhdarchidae  
 

Аждарчо ланциколлис

 
 
 

TMM 42489

 
 
 

Zhejiangopterus linhaiensis

 
 
 

Arambourgiania philadelphiae

 
 

Quetzalcoatlus northropi

 
 

Quetzalcoatlus sp.

 
 
 
 
 
 
 
 

Палеобиология

Quetzalcoatlus был в изобилии в Техасе во время Lancian в фауне преобладают Аламозавр.[14] В Аламозавр-Quetzalcoatlus ассоциация, вероятно, представляет собой полузасушливые внутренние равнины.[14] Quetzalcoatlus имел предшественников в Северной Америке, и его очевидный рост до широкого распространения может свидетельствовать о расширении его предпочтительной среды обитания, а не иммиграции, как предполагают некоторые эксперты.[14]

Кормление

Впечатление художника от группы Quetzalcoatlus кормление на земле

Был предложен ряд различных идей относительно образа жизни Quetzalcoatlus. Поскольку область ископаемых находилась на расстоянии 400 км (250 миль) от береговой линии и не было никаких указаний на наличие поблизости крупных рек или глубоких озер в конце мелового периода, Лоусон в 1975 году отклонил рыбоядный образ жизни, вместо этого предполагая, что Quetzalcoatlus убран как аист марабу (который будет собирать мусор, но больше похож на наземных хищников мелких животных), но затем на тушах титанозавр зауроподы Такие как Аламозавр. Лоусон нашел останки гигантского птерозавра, когда искал кости этого динозавра, которые составляли важную часть его экосистемы.[3]

В 1996 году Леман и Лэнгстон отвергли гипотезу мусора, указав, что нижняя челюсть так сильно изгибалась вниз, что даже когда она полностью закрывалась, между ней и верхней челюстью оставался зазор более 5 см (2,0 дюйма), что сильно отличалось от крючковидной. клювы специализированных птиц-падальщиков. Они предположили, что с его длинной шеей позвонки и длинные беззубые челюсти Quetzalcoatlus кормят как современные скиммеры, ловит рыбу во время полета, рассекая клювом волны.[15] Хотя такая точка зрения на обезжиренное кормление получила широкое распространение, она не подвергалась научным исследованиям до 2007 года, когда исследование показало, что для таких крупных птерозавров это не было жизнеспособным методом, поскольку затраты энергии были бы слишком высокими из-за чрезмерного тащить.[16] В 2008 году рабочие-птерозавры Марк Уиттон и Даррен Нейш опубликовали исследование возможных пищевых привычек и экологии аждархид. Уиттон и Найш отметили, что большинство останков аждархид обнаружено во внутренних отложениях вдали от морей или других крупных водоемов, необходимых для сбора нефти. Кроме того, анатомия клюва, челюсти и шеи не похожа на анатомию любого известного скиммера. Скорее, они пришли к выводу, что аждархиды были, скорее, наземными сталкерами, похожими на современных аисты, и, вероятно, охотились на мелких позвоночных на суше или в небольших ручьях. Хотя Quetzalcoatlus, как и другие птерозавры, на земле был четвероногим, Quetzalcoatlus и другие аждархиды имеют пропорции передних и задних конечностей, более похожие на современные беговые копытное животное млекопитающих, чем их более мелкие кузены, подразумевая, что они были уникально приспособлены к наземному образу жизни.[2]

Полет

Характер полета в Quetzalcoatlus и другие гигантские аждархиды были плохо изучены до тех пор, пока в 21 веке не были проведены серьезные биомеханические исследования. Один ранний (1984 г.) эксперимент Пол МакКриди использовали практическую аэродинамику для проверки полета Quetzalcoatlus. МакКриди сконструировал модель летательного аппарата или орнитоптер с простым компьютером, функционирующим как автопилот. Модель удачно летела с сочетанием парения и взмахов крыльев;[17] модель была основана на текущей оценке веса около 80 кг (180 фунтов), что намного ниже, чем более современные оценки, превышающие 200 кг (440 фунтов).[18] Способ полета этих птерозавров во многом зависит от веса, что вызывает споры, и разные ученые отдают предпочтение сильно различающейся массе. Некоторые исследователи предположили, что эти животные использовали медленные, парящий полет, в то время как другие пришли к выводу, что их полет был быстрым и динамичным.[2] В 2010 году Дональд Хендерсон утверждал, что масса Q. northropi был недооценен, даже самые высокие оценки, и что он был слишком массивным, чтобы обеспечить полет на двигателе. В своей статье 2010 года он оценил его в 540 кг (1190 фунтов). Хендерсон утверждал, что это могло быть нелетающий.[18]

Другие оценки летных возможностей не согласовывались с исследованиями Хендерсона, предполагая, что вместо этого животное превосходно приспособлено к дальним и продолжительным полетам. В 2010 году Майк Хабиб, профессор биомеханики в Chatham University и Марк Уиттон, британский палеонтолог, предпринял дальнейшее расследование утверждений о нелетаемости у крупных птерозавров. После учета размаха крыльев, веса тела и аэродинамики компьютерное моделирование привело двух исследователей к выводу, что Q. northropi был способен летать со скоростью до 130 км / ч (80 миль / ч) в течение 7-10 дней на высоте 4600 м (15000 футов). Хабиб также предложил максимальную дальность полета 13 000–19 000 км (8 000–12 000 миль) для Q. northropi.[19] Работа Хендерсона также подверглась критике со стороны Виттона и Хабиба в другом исследовании, в котором указывалось, что, хотя Хендерсон использовал отличные оценки массы, они были основаны на устаревших моделях птерозавров, из-за чего оценки массы Хендерсона были более чем вдвое больше, чем Хабиб использовал в своих оценках. и это анатомическое исследование Q. northropi и другие большие передние конечности птерозавров показали более высокую степень прочности, чем можно было бы ожидать, если бы они были чисто четвероногими.[12] В этом исследовании было высказано предположение, что большие птерозавры, скорее всего, использовали короткие импульсы силового полета, чтобы затем перейти к тепловое парение.[20]

Другое исследование показало, что Quetzalcoatlus был относительно неэффективным пароходом и, скорее всего, вел себя как современные дрофа и наземные птицы-носороги, редко поднимаясь в воздух.[21]

Культурное значение

Модели в Лондоне Южный берег для Королевское общество к 350-летию выставки

В 1975 году художник Джованни Касселли изобразил Quetzalcoatlus как мелкоголовый падальщик с очень длинной шеей в книге Эволюция и экология динозавров[22] британский палеонтолог Беверли Холстед. В течение следующих двадцати пяти лет, до будущих открытий, он запустит аналогичные изображения, в разговорной речи известные как «палеомема» в различных книгах, как отметил Даррен Нейш.[23]

В 1985 году Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA ) и AeroVironment использовал Quetzalcoatlus northropi в качестве основы экспериментального орнитоптера Беспилотный летательный аппарат (БПЛА). Они изготовили полумасштабную модель весом 18 кг (40 фунтов) с размахом крыльев 5,5 м (18 футов). По совпадению, Дуглас А. Лоусон, открывший Q. northropi в Техасе в 1971 году, назвал его в честь Джон «Джек» Нортроп, разработчик бесхвостого летающего крыла в 1940-х годах.[24] Реплика Q. northropi включает в себя «систему управления полетом / автопилот, который обрабатывает команды пилота и входные данные датчиков, реализует несколько контуров обратной связи и доставляет командные сигналы на свои различные сервоприводы». Он выставлен на выставке Национальный музей авиации и космонавтики.[25]

В 2010 году несколько моделей в натуральную величину Q. northropi были выставлены на обозрение в Лондоне Южный берег как центральный экспонат для Королевское общество 350-летняя выставка. Модели, которые включали как летающих, так и стоящих людей с размахом крыльев более 10 м (33 фута), были призваны способствовать повышению общественного интереса к науке. Модели созданы учеными из Портсмутский университет.[26]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Lehman, Thomas M .; Макдауэлл, Фред У .; Коннелли, Джеймс Н. (11 декабря 2006 г.). "Первый изотопный (U-Pb) возраст для позднего мела Аламозавр фауна позвоночных Западного Техаса и ее значение как связующее звено между двумя фаунистическими провинциями ". Журнал палеонтологии позвоночных. 26 (4): 922–928. Дои:10.1671 / 0272-4634 (2006) 26 [922: FIUAFT] 2.0.CO; 2.
  2. ^ а б c d е Witton, Mark P .; Нейш, Даррен (28 мая 2008 г.). «Переоценка функциональной морфологии и палеоэкологии аждархидных птерозавров». PLOS ONE. 3 (5): e2271. Bibcode:2008PLoSO ... 3,2271 Вт. Дои:10.1371 / journal.pone.0002271. ЧВК  2386974. PMID  18509539.
  3. ^ а б Лоусон, Дуглас А. (14 марта 1975 г.). «Птерозавр из позднего мела Западного Техаса: открытие самого большого летающего существа». Отчеты. Наука. 187 (4180): 947–948. Bibcode:1975Научный ... 187..947L. Дои:10.1126 / science.187.4180.947. PMID  17745279. S2CID  46396417.
  4. ^ Лоусон, Дуглас А. (16 мая 1975 г.). «Могли ли птерозавры летать?». Буквы. Наука. 188 (4189): 676–677. Bibcode:1975Наука ... 188..676Г. Дои:10.1126 / science.188.4189.676. PMID  17755159.
  5. ^ а б Келлнер, Александр В. А .; Лэнгстон, Ванн младший (5 июня 1996 г.). "Черепные остатки Quetzalcoatlus (Pterosauria, Azhdarchidae) из позднемеловых отложений национального парка Биг-Бенд, штат Техас ». Журнал палеонтологии позвоночных. 16 (2): 222–231. Дои:10.1080/02724634.1996.10011310.
  6. ^ Buffetaut, E .; Григореску, Д .; Чики, З. (1 апреля 2002 г.). «Новый гигантский птерозавр с крепким черепом из новейшего мелового периода Румынии». Naturwissenschaften. 89 (4): 180–184. Bibcode:2002NW ..... 89..180B. Дои:10.1007 / s00114-002-0307-1. PMID  12061403. S2CID  15423666.
  7. ^ а б c Witton, M.P .; Martill, D.M .; Ловеридж, Р.Ф. (2010). «Подрезание крыльев гигантских птерозавров: комментарии по оценке и разнообразию размаха крыльев». Acta Geoscientica Sinica. 31: 79–81.
  8. ^ Хендерсон, Майкл Д .; Петерсон, Джозеф Э. (30 марта 2006 г.). «Шейный позвонок аждархидного птерозавра из формации Хелл-Крик (Маастрихт) на юго-востоке Монтаны». Журнал палеонтологии позвоночных. 26 (1): 192–195. Дои:10.1671 / 0272-4634 (2006) 26 [192: AAPCVF] 2.0.CO; 2.
  9. ^ Лэнгстон, Ванн младший (1981). «Птерозавры». Scientific American. 244 (2): 122–137. Bibcode:1981SciAm.244b.122L. Дои:10.1038 / scientificamerican0281-122. JSTOR  24964287.
  10. ^ Книга рекордов Гиннеса 2014. Группа Джима Паттисона. 2014. с.27. ISBN  978-1-908843-15-9.
  11. ^ Пол, Грегори С. (2002). Динозавры воздуха: эволюция и потеря полета у динозавров и птиц. Издательство Университета Джона Хопкинса. п. 472. ISBN  0-8018-6763-0.
  12. ^ а б Witton, Mark P .; Хабиб, Майкл Б .; Лауде, Винсент (15 ноября 2010 г.). «О размерах и разнообразии полетов гигантских птерозавров, использовании птиц в качестве аналогов птерозавров и комментариях к нелетающим птерозаврам». PLOS ONE. 5 (11): e13982. Bibcode:2010PLoSO ... 513982W. Дои:10.1371 / journal.pone.0013982. ЧВК  2981443. PMID  21085624.
  13. ^ Андрес, Б .; Майерс, Т. С. (2013). «Птерозавры одинокой звезды». Труды по науке о Земле и окружающей среде Королевского общества Эдинбурга. 103 (3–4): 1. Дои:10.1017 / S1755691013000303.
  14. ^ а б c Леман, Т. М. (2001). «Позднемеловая провинциальность динозавров». В Танке, Д. Х .; Карпентер, К. (ред.). Мезозойская жизнь позвоночных. Издательство Индианского университета. С. 310–328.
  15. ^ Lehman, Thomas M .; Лэнгстон, Ванн младший (сентябрь 1996 г.). "Среда обитания и поведение Quetzalcoatlus: палеоэкологическая реконструкция формации Джавелина (верхний мел), Национальный парк Биг-Бенд, штат Техас ». Тезисы докладов. Журнал палеонтологии позвоночных. 16 (Sup. 3): 48A. Дои:10.1080/02724634.1996.10011371.
  16. ^ Хамфрис, Стюарт; Бонсер, Ричард Х. С.; Виттон, Марк П.; Мартил, Дэвид М. (24 июля 2007 г.). «Питались ли птерозавры путем снятия сливок? Физическое моделирование и анатомическая оценка необычного метода кормления». PLOS Биология. 5 (8): e204. Дои:10.1371 / journal.pbio.0050204. ЧВК  1925135. PMID  17676976.
  17. ^ Маккриди, П. (1985). "Великий проект птеродактиля" (PDF). Техника и наука, Калифорнийский технологический институт. 49 (2): 18–24.
  18. ^ а б Хендерсон, Дональд М. (18 мая 2010 г.). «Оценка массы тела птерозавра на основе трехмерного математического анализа» (PDF). Журнал палеонтологии позвоночных. 30 (3): 768–785. Дои:10.1080/02724631003758334. S2CID  85679231.
  19. ^ Фрейзер, Рид (22 ноября 2010 г.). "Бесподобный птерозавр мог летать на большие расстояния в течение нескольких дней". Утренний выпуск. энергетический ядерный реактор. Получено 1 ноября, 2017.
  20. ^ Падиан, К. (1983). «Функциональный анализ полета и ходьбы птерозавров». Палеобиология. 9 (3): 218–239. Дои:10.1017 / S009483730000765X.
  21. ^ https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.31.354605v2.full
  22. ^ Винсент, Марк (14 мая 2012 г.). «Искусство старинных динозавров: эволюция и экология динозавров: Часть 2». Любовь во времена хасмозавров.
  23. ^ Наиш, Даррен (20 августа 2013 г.). «Кетцалькоатль: злобный, остроконечный, зубастый кошмарный монстр, который хочет съесть вашу душу». Зоология четвероногих в Scientific American.
  24. ^ Якобсен, Энни (27 февраля 2011 г.). "Когда летающие динозавры были дронами". Журнал Los Angeles Times. Архивировано из оригинал 8 марта 2013 г.. Получено 1 ноября, 2017.
  25. ^ "Передовая разработка БПЛА: Quetzalcoatlus Northropi". avinc.com. AeroVironment. 2011. Архивировано с оригинал 7 января 2012 г.. Получено 28 июля, 2011.
  26. ^ «Птерозавры прибывают в Лондон, чтобы отпраздновать 350-летие Королевского общества». Все динозавры. 22 июня 2010 г.. Получено 20 августа, 2020.

внешняя ссылка