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早在1784年，意大利的古生物学家科利尼在德国巴伐利亚省的埃什塔特的石灰岩中，发现了一个稀奇古怪的动物。它有类似翅膀的东西，骨骼是中空的，上下颌又细又长。它的样子虽然像鸟，但身上没有羽毛，而且嘴里还长着牙齿。科利尼当时是德国曼海姆自然历史博物馆的研究员。他对此作了研究，认为这是一种无法确定分类位置的动物，甚至提出这种动物可能属于两栖的哺乳类。一场争论爆发了，一些人认为是会飞的蝙蝠或与鸟类有关的动物。
世事沧桑，20年以后，这具有争议的化石标本，被送到古脊椎动物学的创始人、法国巴黎自然历史博物馆的居维叶手中。凭着深厚的比较解剖学和动物分类学的造诣，居维叶立即鉴定出这是爬行动物的重要成员——会飞的爬行动物。他把这块标本命为翼手龙，意为“翼指”。因为它的前肢像鸟一样，已经变成了飞行器官。居维叶认为，在科利尼发现那块标本之前，人们对古代爬行动物的认识还很不够，没有意识到在爬行动物征服陆地后，它的一个分支克服地心吸力飞向了天空。他在爬行动物分类中增加了一个新的类群，即翼手类。后来又有人建立了翼龙目。居维叶命名的翼手龙就是这一类群中最早被发现的成员。在居维叶之后，对于翼龙虽然仍有争论，但没有什么大的影响。
翼手龙的前肢的第一、第二、第三已经退化，但仍保留着前端的爪，以便抓握东西。第五指已退化而完全消失，这样最外侧的就是第四指了，这一指由长而粗的四节骨组成，前端没有爪，光滑无毛。带子有褶皱的翼膜就连接在第四指与身体两侧之间，成为能飞行的“翅膀”。在它的腕部有一个向前伸出的倒钩状翼骨，对翼膜起支持作用。它的心脏形的胸骨很宽，像鸟一样。胸骨上有一个三角形的片状突起，因为很像船底的龙骨，所以叫龙骨突。龙骨突可以增加胸肌附着的面积。它那中空的骨骼可以减轻体重，有利于飞行。可以说，翼龙与鸟类在为适应飞行、征服空间而进行的自身改造方面，有许多异曲同工之处。翼龙大约是在2.25亿年前的三打迭纪晚期开始适应空中生活的，比鸟类早了7 000万年。翼龙薄薄的翅膀，为仿生学提供了有益的启示。如现代有些特殊用途的飞机也需要很薄的翅膀。但是翼龙并没有像鸟类那样自由地飞行于天空，因为它虽然有能飞行的翼膜，但没有羽毛，而且整个翼膜中间没有任何骨骼作支架。它的翼膜有点像蝙蝠，但蝙蝠的翼膜中间还有三个指骨作支架。所以严格地说，翼龙只不过有一个不牢固的“飞皮”，不能作远距离飞行，只能在海边、湖边的岩石附近或森林边缘的疏林中滑翔。当太阳从玫瑰色的朝霞中冉冉升起时，各种动物从沉睡中醒来，翼龙也开始在水面上盘旋。像现代某些水鸟一样，它可以在一刹那间俯冲下去，捞起一条小鱼，吃掉后又继续在水面上盘旋觅食。
绝大部分鸟特别是现龙鸟类是没有牙齿的，而翼龙的上下颌齿槽内大多长有牙齿。从这一点可以看出，翼龙不是鸟。翼龙的下颌骨由几块骨头组成，不像蝙蝠等哺乳动物是由一块齿骨组成的，所以翼龙也不是蝙蝠。
解决了翼龙的分类问题以后，科学家们又围绕翼龙是冷血动物还是热血动物（即变温动物与恒温动物）展开了争论。前面已经提到最早提出“恐龙”这一名词的是英国著名学者欧文。欧文是反对达尔文进化论的。1870年，他比较了英国发现的侏罗纪早期的双形齿翼龙与现生的蜥蜴和鳄类的骨骼特征，得出结论说，翼龙是冷血动物。为此他给翼龙画了一幅复原像。他把翼龙画成十分笨重的能飞行的爬行动物，看起来像古代欧洲鹰头狮身的怪兽和火鸡的混合体。它的腿很沉重，躯体肥大，但翅膀却很小。欧文认为：冷血认为：冷血的爬行动物——翼龙不可能有热血鸟类飞向天际的能量。事实上，欧文过低地估计了翼龙的体形和内部结构所具备的飞行优势，以及它体内由新陈代谢产生的能量。
1901年，英国的古生物学西利写了一本有关翼龙的专著，名为《空中的龙》。他在书中指出，翼龙肯定具备快速运动的能力；它像蝙蝠一样，体上有毛，并有鸟类相似的生活习性；因此，翼龙应该是体温恒定的热血动物，而不是冷血动物。为此西利和欧文展开了激烈的争论，各自写了不少文章来证明自己的观点。由于当时发现的翼龙化石不多，双方都没有充分的证据来驳倒对方，因而直到这两位科学家去世也没有取得一致的用法。
1927年，德国的古生物学家布罗依理发表文章说，他坚信翼龙的热血动物。因为他发现蝙蝠的皮肤与翼龙皮肤的印痕非常相似。他重新观察了1908年德国慕尼黑大学的万德厄在索伦霍芬发现的另一种翼龙喙嘴龙的标本，发觉在保存化石的岩石上有细微的条带和无数的针状刺孔。他认为，这些刺孔。他认为，这些刺孔与条纹是毛囊与毛束的印痕，这是真正的毛发印痕。从印痕的分布来说，喙嘴龙的毛发只存在于头颈部、肱骨与下肢之间，而在翼膜上并不存在。1970年，苏联科学院的科学家舒瓦洛夫在现在的哈萨克斯坦国境内发现了约6毫米长的碳化了的翼龙毛发，这一发现进一步证明翼龙毛发，这一发现进一步证明翼龙是身披毛发的。
毛发能防止翼龙体内热量的散失，有调节体温的作用，能直接证明翼龙是热血的恒温动物。翼龙是恒温动物的另一个证据是：翼龙的骨骼像鸟一样有一些小气孔。在鸟类中，这些小气孔充满了从肺中伸出的气囊，这些气囊具有调节体温的作用。此外在发现的翼龙的胃中，没有找到任何东西，这说明它们跟鸟类一样，为了飞行要吃大量的食物，但消化、吸收和排泄都非常快，以减轻体重，这正是热血动物鸟类和翼龙所共有的现象。最近发现翼龙的地区在不断扩大 ，在澳大利亚及新西兰的高纬度地区也发现了翼龙化石，这跟它有较强的调节体温的能力，对外界环境的依赖性不大有关。
早在1912年，英国的侦探小说家多伊尔应他的《失去的世界》一书中描述了翼龙，所以在欧洲许多国家人们都知道有翼龙的存在。科学家有关翼龙的争论也引起了自然科学爱好者们的关心。《失去的世界》这本书的普及古生物学知识中起了不小的作用，至今还为科学史学者津津乐道。
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