Птерозавры: Механизм двигательного аппарата

[Котяра]

где наглядно показано как взлетал птерозавр - прыгал.

Все же не следует "шаманить", на в обиду будь сказано, так открыто. Это выдуманная наглядность.
  Я не просто так позволил себе сказать "вибролет", но что бы подчеркнуть - это не махолет. И к полетам птиц отношения не имеет, а вот к полетам насекомых - имеет. Например, гигантский жук носорог взлетит и поднимется высоко вертикально без всяких отталкиваний и горизонтальной составляющей. Принцип, не парение в набегающих потоках, а в создании тубулентных вихрей, несимметричных над верхней и под нижней плоскостью. Эту плоскость даже крылом называть не следует. А потому такой летательный принцип не может родиться из планирующего полета - вот и сумлевания берут о истоках - не для полета все затевалось.
  Главная трудность всех виброустройств - ограничить вибрации только нужной областью, потому Язон справедливо уделил ей особое внимание. У четырехкрылых насекомых это решается противопарностью, у двукрылых есть рудиментарные противовесы. А что у заврика?
  Массивная голова - это плюс, ее отклонения вперед-назад - регуляция горизонтальной скорости, о поворотах - и так понятно. Но в маленьком тельце должны быть не столько пружины-мышцы, сколько воздушный цилиндр. Потому и подумал о кожном дыхании, как первопричине, наподобие трахейного дыхания насекомых или лягушек. Если в скелете тела нет "особой полости", то придется вопрос решать по-иному.
  Но по любому, взлет начинался не с подпрыгивания и широкоамплитудного взмаха, а с конвульсивных движений тела, передаваемых затем, как автоколебания, на плоскостную мембрану. И эта мембрана должна иметь не оперение, а систему трубчатых щетинок.

Про прыгал и потом махал это я про рамфоринхов. В статье, как я понял, речь идет о птеродактилях, и пишут что их полет был другим.
Вибролет по идее должен быть более маневренен, нежели махолет, особенно н высоких скоростях. Тогда почему мелкие птерозавры птицам в итоге проиграли? Они вымирают слишком рано, а с птеродактилями птицы не могли конкурировать в силу размеров.
Также стало итересно, почему тогда не было летающих насекомых размером ракоскорпионов? У членистоногих хватает ограничителей для того, чтобы стать по-настоящему большими, однако как показывает история, до 2 метров они вырастать могли.

[василий андреевич]

  Ох, не с моим бы багажом знаний плодить гипотезы. Гигантизм чаще тупик. Вопрос в доступности пищевого ресурса. Представим, что крупные "вибролеты" переходили на паразитический образ жизни, отнимая добычу у младших собратьев и сваливаясь к падальщикам. Зачем добывать рыбку, если прибой выносил туши морских гигантов, за которые надо уметь сражаться когтями на крыльях, рвя мембрану соперника?
  На мелководном побережье повсюду есть дюны и устойчивые ветра - достаточно уметь подниматься и, парадокс, - планировать. И специфический полет, давший расцвет, в гротеске конкурентной борьбы на выживание, начинает играть злую шутку, приводя к вырождению.

[Alexeyy]

Вибролет по идее должен быть более маневренен, нежели махолет, особенно н высоких скоростях. Тогда почему мелкие птерозавры птицам в итоге проиграли?

Ох, ну в статье же всё это объясняется ...

Также стало итересно, почему тогда не было летающих насекомых размером ракоскорпионов?

Всё-таки были сопоставимые размеры: до 70 см. в размахе крыльев ("стрекозы"). Тут ещё потребность должна возникнуть в больших размерах, а не только должна быть физическая возможность. Рекордный гигантизм у динозавров тоже не сразу возник: знать не было потребности.

[Котяра]

Я переосмыслил статью, не без помощи человека, знающего толк в аэродинамике и т.п. Отличная гипотеза. Принимаюее. :-)
Что касается стрекоз, то пока я не вижу причин, почему в камменоугольном периоде не могли летать стрекозы с размахом крыльев в 1,5-2 метра. Кстати, крупнейшие насекомые ведь именно летающие? Может таким образом их "трахеи лучше "омываются" кислородом... Не знаю, в насекомых вообше полный ноль.

А почему вымерли рамфоринхоиды?! Птерозавр, "скроенный" по типу рамфоринха не мог конкурировать с птерозавром типа птеранодона, совсем другие ниши, совсем другой принцип полета, как я понимаю. Не только взлета, но и всего полета. Но вымирают онизадолго до конца мезозоя. Если их вытеснили не птицы, то у меня предположений нет.

[Alexeyy]

Я бы сказал, что вытеснили новые экосистемы в которых были и птицы, но не столько птицы непосредственно. Те же проблемы возникают и в объяснении вымирания динозавров. Но эта тема – тема уже совсем другой темы.

П.С.: развивать здесь тему про насекомых тоже было бы большим офтопом.

[Котяра]

Но я вынужден вспомнить о самых длиннокрылых современных (да и в целом) насекомых - стрекозах. Если сравнить их полет с полетом мухи, то он более отрывистый и неровный. Страшно представть, какие колебания были во время прямого горизонтального полета кетцалькоатля. Стрекозу в сравнении с мухой или даже шмелем - трясет, но она маленькая и ей пофиг. А птеродактиль большой.
Другой вопрос, на который пока я ответа не нашел, каается гребня птерозавров. У крупных птерозавров развивается крупный гребень (птеронодон), но у самых крупных - гребень уменьшается до предела (хатцегоптерикс). Относительноже самый большие гребни у мелких рамфоринхоидов. А им как раз нужен был маневренный полет, гребень бы сильно мешал.
Упомянутый выше птеранодон довольно поргрессивный род, потерявший все зубы, если не путаю. По этому признаку орнитохейрус примитивнее, однако у него незначительный гребень, как у других гигантских, ноболее поргрссивных птеродактилей (кетцалькоатль, хатцегоптерикс).

[Alexeyy]

Но я вынужден вспомнить о самых длиннокрылых современных (да и в целом) насекомых - стрекозах. Если сравнить их полет с полетом мухи, то он более отрывистый и неровный. Страшно представть, какие колебания были во время прямого горизонтального полета кетцалькоатля.

Ну Вы меня прям не перестаёте изумлять
  При полёте такой болтанки, не было: только на взлёте. В статье об этом тоже идёт речь чёрным по белому

[Котяра]

Но по поводу увеличения гребня у крупных птеродактилей, а потом его уменьшение у крупнейших, там я не нашел.

[Alexeyy]

Не знаю как ответить. Смутно подозреваю, вспоминая картинки, что у крупнейших шеи по отношению к длине тела стали больше. Если так, то этим можно было бы попытаться объяснить: т.е. рычаг больше (шея длиннее). И, стало быть, можно обойтись меньшим весом на голове для достижения того же эффекта. 

[Котяра]

Логично. Но по-моему у хатцегоптерикса все равно весь череп тяжелее, чем у птеранодона. У орнитохейруса шея+голова должны быть тяжелее таковых нежели у птеранодона, но у него утяжелитель в виде гребня на конце верхней челюсти. Это как бы портит всю картинку.

[Alexeyy]

Нет: вы не правильно поняли. Дело не в совокупном весе шеи и головы, а именно в рычаге. Скажем, если шея в 2 раза длиннее, то, грубо говоря, совокупный вес головы и шеи должен быть в 2 раза меньше для того, что был достигнут тот же эффект.
  Попробуйте болтать груз на (лёгкой) палке (весом палки пренебрегаем) длинной в метр и груз ровно в 2 раза меньший на палке длинной в 2 метра: усилия будут, примерно, одинаковы (эффект рычага).

[василий андреевич]

  Полезный эффект от вибрационных устройств достигается тем, что вибрирует малая масса на фоне массы инертной, например, корпуса, головы или тела. Продвинутые вибраторы изготавливают с двумя рабочими вибраторами, работающими в противофазе, при этом на инертную массу вибрации практически не передаются.
  Так устроены четырехкрылые. Переход к двухкрылости возможен, как эволюционно-постепенный, когда вместо симметричного крыла образуется противофазный компенсатор в образе противовеса. Кстати, у двукрылых типа комара, жужжание-писк - это сигналы от вибрирующего компенсатора, а не от крыла. (Помнится об этом на форуме говорил Дж.Тайсаев)

  Однако для завров такая эволюция не годится, у них нет лишних конечностей для дополнительных крыльев. Следовательно, вибрации, начинающиеся между головой и телом должны распространяться на крыло, а само крыло должно быть устроено по принципу противофазной компенсации. Для насекомых такой путь закрыт, а у завриков на крыле есть суставные сочленения. Крыло - это особо развитая ладонь. Потому вопрос, нафига заврику в зачаточной форме предполета этой ладонью вибрировать. Шея и голова - приложатся. Что он ощупывал-детектировал с помощью вибрирующей ладошки? Енот только в цирке стирает белье, в ручье он "вибрирует" лапами в поиске раков.

[Шаройко Лилия]

Для увеличения наглядности можно попробовать посмотреть как взлетают и садятся маленькие и большие птицы сейчас в  настоящих условиях

https://youtu.be/4fwzvgTsE34

в ролике есть оба вида птиц пограничного размера размаха крыльев сохранившегося сейчас, в основном они взлетают с высоких точек. Есть такие же проблемы у стрижей из-за маленькой площади крыла и минимального оперения маховых, эволюционно вероятно такое сложилось от места обитания это взаимный процес воздействия обитания на гены и генов на выбор места

https://topster.plus/list/top-10-samyh-krupnyh-v-mire-ptits-s-bolshim-razmahom-krylev


по птицам сейчас самые большие проблемы с взлетом насколько я знаю у альбатросов

Рост — 130 см, вес — 16 кг, размах крыльев – 4 м.

Странствующие альбатросы — летающие птицы, способные длительное время находится в воздухе. Альбатросы могут облететь земной шар за 46 дней. Большую часть жизни они проводят над морскими водами. При таких условиях птица не может гнездиться часто, поэтому обзаводится потомством раз в 2 года.

Примечательно, что они выбирают себе одного партнера на всю жизнь. Во время гнездования птицы не летают. В это время они вьют гнезда на островах южного полушария. Взрослые особи имеют белое оперение с черными вкраплениями. Молодые особи становятся такими в 4-хлетнем возрасте. Ареалом обитания птицы являются воды, прилегающие к ледяной Антарктиде и южным берегам Африки, Австралии и США. Размах крыльев составляет практически 4 метра.

и у кондора самое тяжелое соотношение веса и размаха

Рост — 135 см, вес — 15 кг, размах крыльев – 3.3 м.

Андский кондор — южноамериканская птица, обнаруженная в горах Анд и прилегающих тихоокеанских побережьях Южной Америки. Несмотря на то, что птица внесена в Красную книгу, она хорошо размножается в неволе, а значит, существованию вида ничего не грозит.

Оперение андских кондоров — блестящее и черное, с белым воротником вокруг шеи. Основу рациона птицы составляют туши павших животных, т.е. падаль. Мощный клюв служит для отрыва гниющего мяса от трупа. В поисках еды кондоры часто путешествуют на дальние расстояния. Максимальный размах крыльев — 3,3 метра.

Без еды кондоры могут жить несколько дней, зато потом за один раз он съедает несколько килограммов мяса сразу. После сытного ужина у них бывают проблемы с взлетом. Молодые особи способны размножаться на пятом-шестом году жизни. Во время брачного периода кожа на голове самца становится желтой. Он начинает исполнять ритуальный танец перед самкой, громко шипя и цокая.

по птерозаврам в Вики есть упоминание изменения плотности атмосферы

https://ru.wikipedia.org/wiki/Птерозавры

Paleoecology of Pterosaurs) выдвинул идею, что птерозавры могли летать исключительно из-за богатой кислородом плотной атмосферы позднего мела[42]. Однако и Сато, и авторы книги основывали свои теории на устаревших данных о птерозаврах, похожих на морских птиц, и ограничение в размерах не распространяется на птерозавров, обитавших вдали от водоёмов: аждархид и тапеярид. Кроме того, британский палеонтолог Даррен Нэш пришёл к выводу, что различия в составе атмосферы не требовались для гигантских птерозавров

но вроде оно не критичный фактор если верить тому что там написано

Ну и можно вспомнить, что и тогда и сейчас сейчас любые летающие во время полета как бы падают и поднимаются опять на механической силе мускулатуры, так что мышечная нагрузка не постоянна еще есть воздушные течения, особенно на большой высоте они довольно бурные, перемещаются большие массы воздуха



плюс разные завихрения возле элементов ландшафта, здесь приведен в пример лес, но в местности с горами это сильнее может меняться



Я уже говорила и приводила примеры в своей теме биосфера где родилась в городе в ущелье, тут:

https://youtu.be/rmm24IaJwgo

Там такие ветра внизу и еще круче наверху - жителям средне-русской равнины в страшном сне не приснится, конечно не постоянно ветер дикий, но абсолютный штиль не частое явление. Просто представьте себя птицей которая там парит во время ветра и как такой рельеф можно использовать для планирования в первые секунды во перемещения значительных масштабных потоков воздушных масс. Плюс обратите внимание на то, что приведенный выше кондор может питаться раз в несколько дней. У многих хищников такой режим

Все это летающие ув. тов. используют и такая гимнастика знакома им с детства с первых полетов плюс генная память. В общем думаю надо рассматривать все факторы в сумме.

[василий андреевич]

  Дорогая Лилия, у птиц - знаменитая восьмерка, описываемая крылом, да еще перья, которые ведут себя как надо без участия на то "воли" их обладателя. Летучим млекам приходится "восьмерить" без перьев, но справляются (наверняка есть замедленная съемка).
  Но хорошо бы посмотреть подготовку к взлету и взлет крупного жука, типа носорога, хотя наверно можно и майского.
  Что я помню с детских наблюдений типа "...улети на небо, принеси нам хлеба... только не горелого", так это подъем на самую высокую точку, расправление жесткого надкрылья, потом вибрация крылами и практически вертикальный подъем без всяких подпрыгиваний. Тяжелые надкрылья как бы на месте, и не ясно как они создают подъемную силу за счет вибрационной асимметрии (может и не прав). А ужасная красава шмель - поразительно зависание вблизи цветка, как будто без усилий, тело само по себе, крылья сами знают что делать.

[Шаройко Лилия]

Конечно можно и шире смотреть на полет включая насекомых, но все таки там гравитация меньше влияет из за соотношения веса и размера, маленький паук летит без всяких крыльев на ветру, такое перемещение  можно найти и в научных статьях, я читала про пауков мигрантов в хорошем смысле, но сейчас точно не помню названий, надо искать источники.

Не могу найти сравнительной анатомии скелета птерозавров и птиц, пока что все что вижу из более менее приемлемых здесь ресурсов -Постнаука 2017

https://postnauka.ru/faq/72758

Первые птерозавры появились примерно 230 миллионов лет назад в верхний триасовый период в альпийских регионах Северной Италии, Западной Австрии и Швейцарии. Самые молодые виды появились в конце мелового периода. Молодые виды птерозавров включают кетцалькоатлуса из Техаса, хацегоптерикса из Румынии и арамбургиану из Иордании. Все эти виды вымерли 66 миллионов лет назад после падения метеорита, который стер с лица земли и больших динозавров. Таким образом, птерозавры жили на земле на протяжении 164 миллионов лет. Но возможно, что они могли жить и дольше, так как ученые пока не нашли предков птерозавров.

В результате изучение эволюции способности летать у птерозавров стало проблемой. Строение крыльев птерозавров отличается от строения крыльев птиц, летучих мышей и насекомых, хотя у всех этих видов и есть общие черты. Сейчас ученые пытаются понять строение крыльев птерозавров. Сохранились останки как больших, так и маленьких особей. Некоторые кости сохранились очень хорошо, и можно рассмотреть, как работал каждый сустав. Также есть интересные образцы из Германии и Казахстана, у которых сохранились мягкие ткани крыла. По этим образцам видно, что у птерозавров была летательная перепонка, которая тянулась от шеи к запястью, от кончика четвертого пальца до пятого пальца и от одной лодыжки к другой. При этом ноги держались отдельно, а летательная перепонка была довольно большой.

Некоторые виды птерозавров мелового периода, найденные в Бразилии и Китае, а также виды позднеюрского периода, найденные в Германии, позволили увидеть внутреннюю структуру летательной перепонки и рассмотреть в ней окоченелые ткани, кровеносные сосуды, фрагменты мышц. И хотя некоторые тела птеродактилей имеют перистую структуру, на летательных перепонках никогда не было перьев.

Ученые так и не нашли никакого промежуточного вида, который связывал бы летающих птеродактилей и их нелетающих предков. Поэтому непонятно, как у птерозавров появились крылья. Но можно проследить процесс сокращения пятого пальца, удлинения четвертого пальца, а у более поздних видов — сильное удлинение пястных костей. Рядом с запястьем появилась новая крыловидная кость, которая могла контролировать переднюю часть летательной перепонки. Это было важно для приземления. Большой дельтопекторальный гребень на плече говорит о том, что птерозавры мощно махали крыльями. Но более крупные виды, скорее всего, проводили больше времени, паря в воздухе.


__________________________________

из этого примерно понятно (мне, могу ошибаться) что если взлет птицы как Вы верно заметили это винтообразное движение и есть плюсы вертолета, то у ящерок этого нет.

Недавно размещала планирование маленького дракона (Летучие драконы (лат. Draco)), но это чистое планирование

https://youtu.be/77Ojh7H7SjM

Здесь видно что он не пользуется при полете конечностями, перепонка начинается не от них, а от подмышек и лапы вообще не входят в область перепонки. Ну и размеры понятно другие.

Но планирующий полет может быть продолжением полета без эффекта лопастей винта. Если вы досмотрели мой первый ролик до конца там видно, что человек имитирующий полет с крыльями взлетает пользуясь только махом и размах там превышает его рост раза в 2 то есть это метров 8. Думаю он использует что-то вроде мотора, для работы маха, мышечной силой такого не сделать, а руками управляет запуском этого моторчика.

Есть еще такой вид спорта - Полеты в вингсьюте, там как раз перепонка где описано и видно как это устроено у млекопитающих с перепонками, их несколько и там есть приземление без парашута как один из возможных способов. Конечно в коробки это не в ветки леса, вряд ли так со скал в лес прыгали те, кто это начинал из птерозавровых предков. Но всяческие летяги из млекопитающих в основном именно прыгают с ветки на ветку а полет это нечто типа переходно-дополнительного бонуса

Мог именно так и появляться постепенно. Это к вопросу как они докатились до такой жизни в смысле допрыгались. И как разрослись те кто начал сигать со скал в лес и почему жили не очень долго и вымерли -может так вообще много не наохотишься и не налопаешь, крупные насекомые в это время уже закончились, вроде их время - другой период, до 250 млн лет последние вымирания. Хотя 250 и 230 миллионов не очень далекие цифры, не всех же уже нашли, могли пересекаться вначале.

Но в среднем лопать могли так охотясь на лету только на собратьев более мелких иначе "нафига козе баян". А мелкие отращивали перепонки для того чтобы давать деру лучше от хищников.
Ну и дальше  - гонка вооружений и защитных функций.
Могли быть еще причины вначале процесса -планирование с высоких деревьев на нижние ветки в процессе лопания зеленки для экономии мышечных усилий. Тоже могло начинаться с малого перепрыгивания с яруса на ярус и через пару-тройку сотен-тысяч поколений наросло постепенно пространство перепонки.  Кости могли меняться постепенно у таких любителей экономить энергетические запасы с помощью экстремального спорта -насколько вижу - последний сегмент  - это модифицированный палец.

И площадь перепонки здесь в вингсьюте из за коротких рук человека очень низкая, летучая мышь с удлиненными пальцами как у птерозавра -это совершенно другая площадь перепонок и другая парусность



Хочу обратить внимание на фразу с цифрами -каждый тренированный вингсьютер в среднем пролетает 2-3 метра по горизонтали на потерю одного метра высоты
В общем вот этот пресловутых вингсьют в реале съемок:

https://youtu.be/rqlg0l8dp8Q