早期的有翼恐龍無法飛行，但它們可以奔跑?，F(xiàn)在，在機器恐龍和戴著人工翅膀的幼年鴕鳥的幫助下，一項研究表明，恐龍的奔跑步態(tài)致使其翅膀拍打，這可能是鳥類飛行進化前夕的情景。

尾羽龍是一種孔雀大小的恐龍，有著羽毛狀和翼狀的前肢，生活在大約1.25億年前?？茖W家在5月2日的PLOS Computational Biology網(wǎng)站上報告稱，此恐龍若以每秒2.5至5.8米的速度運行會使其身體產(chǎn)生振動，使其翅膀猛烈地晃動。如果的確如此，那么可能表明一些恐龍必須在它們能夠飛行之前先能夠奔跑——這為最早的飛行鳥類究竟是撲動翅膀還是展翅滑翔的長期爭論增添了幾道新的波瀾。

上圖：尾羽龍還原圖

一些研究人員認為，生活在大約1.5億年前的原始鳥類，如始祖鳥，其羽毛中纖細的軸經(jīng)受不了強力的撲動，因此認為這種動物可能在樹木之間滑行。其他研究人員分析早期有翼恐龍，例如生活在大約1.2億年前的小盜龍，其翅膀長度，輕盈的身體和強大的后肢，表明這些早期的飛行者可能已經(jīng)能夠躍入空中而不需要滑行。最近一項關于始祖鳥翅膀的研究發(fā)現(xiàn)，除了羽毛之外，它的上肢骨骼足夠堅固，能夠承受短暫的主動撲翼飛行。

這項新研究采用了不同的方法，從對早期飛行類恐龍的解剖學轉(zhuǎn)向了無法飛行的恐龍——雖然這些恐龍有一對早期形式的翅膀。 尾羽龍跟始祖鳥相比就像鴕鳥跟麻雀一樣，身體太大，不大配合它那對迷你的翼狀前肢。但是跟始祖鳥一樣，它是一種手盜龍，這個類別包括了鳥類和非鳥類恐龍的群體。尾羽龍也有幾種鳥類特征，包括前肢上跟現(xiàn)代鳥類的羽毛類似的羽毛狀體毛，羽支從中央羽管向側(cè)面展開。

上述研究的作者之一，北京清華大學機械工程學者趙景山說，像現(xiàn)代鴕鳥或鴯鹋一樣，尾羽龍可能跑得很快。 這些因素使得這種恐龍成為檢驗奔跑如何在飛行演變中發(fā)揮作用的合適候選。

研究團隊希望看到尾羽龍跑步的步態(tài)是如何帶動其前肢的，例如可能會讓其前肢不由自主地撲動。假設如果振動足夠強，翅膀足夠大且足夠強，這種撲動就可以產(chǎn)生足夠的升力使其整個身體離開地面。

這是一個機械問題，因此研究人員采用了機械學的方法。在清華大學機械工程學者Yaser Saffar Talori的帶領下，該團隊將恐龍視為一個簡化的質(zhì)量和彈簧系統(tǒng)。研究人員將恐龍劃分為不同的質(zhì)量部分——身體，左、右翼，右腿和左腿，頸部和頭部以及尾部——然后設想每一塊的質(zhì)量部分都通過彈簧連接到其他部分。跑步引起的撞擊會在整個身體產(chǎn)生振動。

上圖：簡化了的機械學尾羽龍模型

根據(jù)其骨架比例，該團隊估計尾羽龍可以達到每秒約8米的最大奔跑速度。但模擬表明，即使在每秒約2.5至5.8米的較低速度下，恐龍的步態(tài)也會產(chǎn)生足夠強烈的振動，導致它的翅膀拍打。

機器恐龍和活鴕鳥將這個估算付諸了實踐。在制作出了真身大小的機器尾羽龍后，研究人員將其置于跑步機上。他們還找來了幾只幼年鴕鳥，每只鴕鳥體重與中等重量的尾羽龍相同，約為5公斤。配有傳感器的人造翅膀可以檢測升力、推力或阻力，然后對其奔跑狀態(tài)進行了觀察。該團隊還在此人造翅膀上測試了五種不同的羽毛尺寸。

研究表明，這些額外的測試驗證了模擬的結(jié)果：尾羽龍會在它運行時撲動翅膀。人造鴕鳥翼試驗表明，羽毛越長，鴕鳥的升力就越大，盡管它們從來沒有得到足夠的升力來實際離開地面。這一結(jié)果表明，這種被動的翅膀撲動可能是后來主動翅膀撲動的演化前兆。

上圖：機器尾羽龍

對此結(jié)果，其他研究者并不完全肯定。在第一只鳥類祖先（例如始祖鳥）開始飛行之后，尾羽龍生活了大約2500萬年，因此恐龍不是鳥類的直接祖先，不能將其形態(tài)視為祖先鳥的100％等效模型。

另有學者不相信此研究能夠說明尾羽龍必須在跑步時撲動它的翅膀，因為此研究將鳥類簡化為質(zhì)量和彈簧，而活的動物遠比這復雜得多。例如，動物可能通過使用肌肉將前肢靠近身體來避免被動撲動造成的阻力。

被動撲動可能只是鳥類在飛行進化中兩個更大的里程碑——雙足奔跑和主動撲動——之間的一個過渡進程。