1.45亿至6600万年前,白垩纪时期,恐龙统治着陆地和天空。而根据不久前发表在期刊《自然》上的一篇新论文,一种以前被认为生活在陆地上的恐龙似乎也正在威胁水生世界。
一个国际合作的研究团队研究了最新的恐龙化石,重建了已知最大的食肉恐龙,埃及棘龙(Putinaegyptiacus)的骨骼模型,表明它是一种水生生物。
○根据最新化石重建的埃及棘龙模型。|图片来源:NizarIbrahim等。阿尔。
这项研究表明,棘龙有一个大而灵活的尾鳍。强大的推进力。
长期以来,棘龙一直是众多古生物学家感兴趣的研究对象。是兽脚类恐龙的一种。兽脚类恐龙是食肉恐龙的一个分支,如雷克斯霸王龙(Tyrannosaurusrex)也是其中一员。
电影中出现的棘龙,一般都被描绘成生活在陆地上的超级掠食者。比如电影《侏罗纪公园3》(2001)中,与霸王龙作战的棘龙就是在陆地上奔跑。
○《侏罗纪公园3》发布了棘龙的官方尺寸图。|图片来源:侏罗纪维基
此前,古生物学家提出棘龙可能是一种水生动物。不过,这一观点在前期遭到否定。这种观点被认为是对数据过度解读的结果。有人通过数学实验证明,棘龙放在水里是不会浮起来的。
不过,一个普遍接受的观点是,棘龙是一种生活在水边的恐龙。它们会以海中的动物为食,锥形的牙齿可以很好地咬住光滑的鱼。但对于大多数人来说,他们更倾向于认为棘龙只是一种涉水恐龙,它会坐在水边等待鱼游过,就像一只可能扑通一声跳入水中捕鱼的灰熊。
然而,古生物学家对这种兽脚亚目恐龙的解剖学和生态学的了解一直受到阻碍。这是因为棘龙的骨骼化石非常少,以往发现的棘龙化石大多在二战中被毁。到目前为止,我们对骨骼的后部知之甚少,尤其是尾椎的部分。椎体的尾部是判断棘龙是否适应水上运动的关键。因此,棘龙尾部的解剖学分析和功能判断是基于高度不完整的遗骸。
○摩洛哥棘龙化石发现地。|图片来源:CristianoDalSasso和DiegoMattarelli
新化石为这项研究提供了重要线索。2014年,古生物学家NizarIbrahim在摩洛哥发现了棘龙的化石踪迹。他和他的同事指出,这种生物的骨密度比大多数兽脚亚目恐龙都要大,而更致密的骨骼或许是一种更适应水生生物的进化,使其能够更好地控制浮力。因此,他们提出棘龙可能是最早的水生或至少部分水生的恐龙物种。
2018年,易卜拉欣前往摩洛哥,成功挖掘出大量棘龙化石遗骸,其中包括尾椎。奇怪的形状让研究人员再次疑惑:这样的尾巴有什么用?是为了在水里游泳吗?
○椎骨化石。图片来源:CristianoDalSasso和DiegoMattarelli
为了验证这个猜测,Ibrahim和他的研究团队联系了比较动物学博物馆古脊椎动物馆馆长StephaniePierce。5米长的尾巴立刻引起了皮尔斯的注意,因为化石展现出一种在其他恐龙身上从未见过的“鳍状尾巴结构”。沿着尾巴,椎骨不再相互连接,而尾巴上的“刺”变得越来越长,使整个尾巴部分的表面积很大。这意味着它们由肌肉或其他软组织连接,因此更容易弯曲。
○棘龙骨骼重建。|图片来源:NizarIbrahim等。阿尔。/Nature
研究人员根据收集到的化石,用塑料制作了一些非常简单的物理尾巴模型,并将它们连接到实验室的机器人控制器上。通过来回移动它,他们设法让它“游泳”。然后,他们还评估了不同棘龙尾巴形状与其他恐龙尾巴之间游泳性能的差异。
○塑料尾巴实验,展示棘龙如何在水中移动。|图片来源:NizarIbrahim等。阿尔。
为了对比,他们还模拟了鳄鱼和火蜥蜴的尾巴,以及两种尾巴可能更硬更细的陆生恐龙。他们的发现似乎证实了之前关于棘龙尾巴不寻常的猜测:这条扁平且非常灵活的尾巴是为游泳而生的,与鳄鱼尾巴基本相同的设计。
不仅如此,研究人员通过分析指出,棘龙的质心也与以往研究中所想的不同。如果棘龙是生活在陆地上的恐龙,它的质心会使它身体前倾,根本无法与霸王龙战斗。
还有其他证据支持棘龙是水生生物的观点:这些新化石与其他动物一起在淡水沉积物中被发现,包括腔棘鱼,这是一种自恐龙时代就存在的大型鱼类。这些证据清楚地指向了一个结论——棘龙是一种适应性极强的水生食肉动物。
当然还有一些未知的问题,比如棘龙能游多快?另一个例子是棘龙是如何捕食的?
由于体型庞大,棘龙无法在水中快速移动。研究人员指出,新发现的化石遗骸属于小型棘龙,但仍有10米长。他们推测,这些棘龙应该在水中稳定而缓慢地游动,大约每秒游动它们尾巴长度的一半,平均速度为每秒2.5米。然而,与此同时,研究人员注意到鳄鱼游得非常快……
还有很多未解之谜。或许我们可以期盼在不久的将来,更多的化石出土,更多关于这种奇妙远古生物的秘密会被一一揭开。
参考来源:
https://news.harvard.edu/gazette/story/2020/04/new-paper-suggests-spinosaurus-may-have-been-aquatic/
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2190-3
https://www.sciencenews.org/article/spinosaurus-dinosaur-fossil-tail-aquatic-swimmer
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