由中大及美国达科塔州立大学学者领导的研究小组发现，一件著名的前鸟翼类恐龙足迹，是由于恐龙拍打双臂以帮助其高速奔跑而产生的。这种振翅跑动的行为可能只是在起飞前或着陆后才出现。研究团队的结果证实，前鸟翼类的拍打跑动并不限于鸟类。图片来源：Julius T. Csotonyi
「足迹2」记录了一头前鸟翼类恐龙在约一亿六百万年前的下白垩纪时期，经过南韩湖岸时快速移动的双趾痕迹。图A显示化石和其中一条痕迹的3D深度模型。图B则显示化石及造成足迹的示意图。
据香港中文大学：香港中文大学（中大）生命科学学院助理教授文嘉棋博士和美国达科塔州立大学助理教授Alex Dececchi博士领导的古生物研究团队，重新分析了一条位于韩国的前鸟翼类恐龙快速移动化石足迹，以了解其形成过程。新分析间接支持了前鸟翼类恐龙的高速翼助运动，证实这类行为并不限于鸟类。研究结果已在著名期刊《美国国家科学院期刊》（PNAS）发表。
研究人员根据前鸟翼类恐龙的脚印将其运动模式重现。这类「痕迹化石」纪录恐龙在世时的行为，提供「实体化石」无法呈现的额外信息。文嘉棋博士和他的团队特别感兴趣的是，痕迹化石如何让我们更了解鸟类及其近亲兽脚类恐龙的飞行起源。
文嘉棋博士与他长期合作的Dececchi博士，以及来自世界各地的研究同侪，根据保存在韩国、白垩纪时期晋州层的脚印足迹，分析小型小盗龙类兽脚类恐龙（Dromaeosauriformipes rarus）的高速运动行为。研究发现，该类恐龙的步幅与脚印长度比例约为53，是研究共同作者、普渡大学韦恩堡分校James Farlow教授所编制的 2,637个兽脚类动物足迹大型数据库中的最高比率。
研究团队亦以17只小盗龙类恐龙化石作对比，重现D. rarus臀部高度。Dececchi博士说：「研究结果显示，D. rarus需要每秒约10.5米的奔跑速度，才能单靠后肢的力量留下奔跑足迹。鉴于这种动物只有麻雀般大小，所以这并不符合现实。一般而言，体型较大的动物绝对跑得更快。我们可以通过比较各种动物，例如马、狗和老鼠，来检视其速度和体型的关系。D. rarus的奔跑轨迹显示其相对速度比任何现存会奔跑的动物包括鸵鸟和猎豹都要高。相反，我们认为足迹是在较低的速度下产生，恐龙拍打长有羽毛的臂，从而产生空气推力延长了步幅。」
有关这项研究的重要性，文嘉棋博士说：「虽然保存下来的足迹不够长，无法辨别起飞或着陆点，但它确实保存了沿着水平表面的振翅跑动。因此，这项研究对于以痕迹化石了解前鸟翼类恐龙和鸟类飞行的起源具有重要意义。我们现在可以摆脱在飞行演化之前，前鸟翼类恐龙是否使用手臂来协助移动的争论，并逐步发现遗漏的细节，例如哪些物种具有这些能力，以及这些能力是在何时发展和发展至什么程度。」
没有参与这项研究的Anthony J. Martin教授是研究现代和化石痕迹的国际权威，也是一位备受赞誉的作者，他表示：「我祝贺作者们为这类足迹作全面的研究，并感谢他们为未来的考古工作提供更多找到这类足迹的方法，它们可能比我们想像中更常见。」
国际研究团队包括发掘这足迹的韩国钦州国立大学Kyung Soo Kim教授。这项研究是为了纪念共同作者Martin G. Lockley教授，他具前瞻性的足迹研究，启发了一代又一代的学者。
研究论文全文见：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2413810121
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科学家在韩国发现的脚印表明，一种小型的两足恐龙拍打翅膀以跑得很快。图片来源：ALEX BOERSMA
据中国科学报（文乐乐）：对于一些鸟类来说，飞行不仅需要符合空气动力学原理的翅膀，还需要足够快的速度。
根据美国《国家科学院院刊》10月21日发表的一项研究，一组1.06亿年前由一只麻雀大小的霸王龙近亲留下的脚印化石，可能捕捉到了这种动物在奔跑时拍打翅膀以增加其步幅的情景，这可能是翱翔天空的前兆。如果这项研究成立，它将提供新证据，证明其他有羽毛的恐龙——不仅仅是现代鸟类的祖先，已经接近飞行的边缘。
未参与这项研究的美国洛杉矶县自然历史博物馆恐龙研究所馆长Luis Chiappe表示：“我相信人们接近于能够证明这些动物在空气动力学上已经具备了起飞的能力。”他以前曾提出理论，认为早期鸟类甚至其他恐龙可能是通过拍打翅膀奔跑来飞行的。
这些新发现来自韩国东南部化石丰富的晋州组，古生物学家曾在那里沿着一个古老的湖岸发现了一系列白垩纪早期翼龙、老鼠大小的早期哺乳动物、鳄鱼和许多恐龙留下的脚印化石。
当时，至少有两种大型动物已经飞上了天空。一种名为翼龙的爬行动物拥有膜状翼，在大约2.3亿年前进化出了飞行能力。然后，在大约1.5亿年前，始祖鸟等有羽毛的兽脚类恐龙开始飞行，它们最终进化成了现代鸟类。一些古生物学家认为，其他有羽毛的恐龙——包括小盗龙也飞上了天空，但这一说法仍有争议。
晋州组的两组足迹提供了新线索。第一组保存了7个清晰的脚印，间距约为4.6厘米，是由一种罕见的名为Dromaeosauriformipes rarus的恐龙以每小时2公里的速度悠闲漫步时留下的。
第二组显示了3个完全相同的足迹，但它们的间距要远得多，分别为25厘米和31厘米。此前，研究人员计算认为，如果仅用后肢，这个小型双足动物必须以每小时38公里的速度移动——大约每秒10.5米，比牙买加短跑运动员尤塞恩·博尔特创造100米短跑世界纪录的速度还要快。
这一结论引起了新论文的作者之一、美国达科他州立大学古生物学家Alexander Dececchi的注意。“这是怎么做到的呢？只有一种可能，那就是翅膀在帮助它们。”他说。
论文作者表示，在2600多个已知的兽脚类恐龙足迹中，这些足迹的步幅与脚长之比是最高的。他们认为，小盗龙可能无法仅靠其后肢产生如此大的力量，在奔跑中，其骨骼也无法承受如此大的力量。但是，如果它在奔跑时通过拍打有羽毛的前肢产生升力，利用某种形式的“翼辅助”延长每一步的长度，那么，这样的跳跃是可能的。
论文作者说，他们无法确定这些足迹代表的是起飞、降落，还是仅仅是翅膀辅助的奔跑。但Dececchi给这种动物起的绰号——“Maverick”，来自讲述飞行员故事的美国电影《壮志凌云》，暗示了他的倾向。“我认为这实际上是一个起飞的轨迹，”他说，“但我尽可能保守。”
他和同事认为，这些足迹为与鸟类密切相关的另一个恐龙谱系的“空中行为”提供了证据。“它支持了飞行进化了很多次而不是一次的观点。”论文作者之一、香港中文大学古生物学家Michael Pittman说。
相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2413810121
