目前,人类已知的恐龙有1000多种,分布在地球的各个大陆。在陆地上,恐龙是无可争议的霸主。那么恐龙在河流、海洋和湖泊中扮演什么角色呢?
在恐龙时代,海洋中确实有很多以“龙”为名的远古生物,如蛇颈龙、鱼龙,但它们并不真正属于恐龙家族。科学家们一直无法找到留在水生环境中的恐龙化石残骸,甚至有人认为恐龙无法像变温动物那样在水中生存。
那么,恐龙真的是陆栖动物吗?还是它们也生活在水中,但没有留下任何证据?对此,科学家们也很困惑。
直到 2020 年 4 月,古生物学家 Nizar Ibrahim 的团队在 Nature 上发表的研究提供了最关键的化石证据。作为“棘龙专家”,他们发现了棘龙一条大而侧扁的尾巴,并结合哈佛大学模拟计算出这条尾巴可以产生巨大的推进力——表明棘龙可以生活在水中。这一新发现终于证明了世界上确实存在水生恐龙[1]。
棘龙外观重建|维基共享资源,Mario Lanzas / CC BY-SA
是二战延迟了棘龙的挖掘……?
在北非的沙漠中,不仅埋葬着数千年前的法老鬼魂,还有数千万年前的恐龙化石,等待幸运的探险者将它们唤醒。
1912 年,德国古生物学家 Ernst Stromer 在埃及发现了一具巨大的食肉恐龙骨骼,其中包括人类高的背椎、巴掌大小的锥形牙齿和一米多长的下巴。 Sturmer 将其命名为“Spinosaurus aegyptiacus”,因为它背脊上的高神经棘(椎骨背侧隆起的细长部分)。
神经棘是脊柱的细长部分,向背部突出,在人类中也称为棘突,可以用手感觉到
这些棘龙化石收藏在慕尼黑古生物博物馆,可惜在1944年的二战炮火中全部毁于一旦。从此,埃及的巨型食肉恐龙成为传说,人们只能推测其外观来自 Sturmo [2] 的话的棘龙。直到 1995 年,斯特默的孙子都将祖父的素描手稿捐赠给了他,上面精心绘制了每一块棘龙化石。古生物学家随即想起继续研究棘龙,开始疯狂地寻找化石。
经过多年的探索,发现摩洛哥的肯肯床出产的棘龙化石最多。正是在这里,米兰自然历史博物馆的古生物学家 Cristiano Dal Sasso 收获了棘龙头骨的前半部分——一个近一米长的上颌骨残骸 [3]。萨索尔由此推测,棘龙的完整头骨很可能超过两米,体长甚至可以达到20米,是霸王龙的两倍!因此,棘龙获得了“世界上最大的食肉恐龙”的美誉。
最大的肉食性恐龙排名:棘龙、食肉龙、巨兽龙、霸王龙
随着化石遗骸的不断出土,棘龙在科学家心目中的形象越来越清晰,但大家心中的问号却越来越大。那是因为棘龙与其肉食性近亲相比显得很奇怪。
叛逆的样子是为了……钓鱼?
食肉恐龙属于兽脚亚目恐龙家族。大部分成员都是一模一样的:两条腿走路,头大嘴大,握着一双小短手,发达的后肢强壮有力,长着一根粗大的圆木状尾巴,平衡。
大腿粗是肉食恐龙的典型特征之一
棘龙也是兽脚亚目恐龙,但看起来很叛逆:棘龙的头长得出乎意料的长,鼻子也很长,很像鳄鱼;但尚不清楚它的用途;最奇怪的是,普通的兽脚亚目有粗大的后肢和短的前肢,而棘龙却有短腿和镰刀状的爪子。虚弱的小牛总是让人担心它能否支撑世界上最大的食肉恐龙的重量。
于是,古生物学家有了一个大胆的想法:也许棘龙是一种以鱼为食的水生动物?这样一来,嘴长腿短就说得通了——细长的口鼻有利于降低水下狩猎的阻力,而四肢短平的指节骨有利于划桨[4]。
还有其他证据吗?
古生物学家的脑洞一旦打开,就会失控。这种疑似水生动物的每一个解剖细节都经过仔细考虑:棘龙的鼻孔和眼睛靠近头顶,便于浮出水面呼吸和观察水体状况,类似于鳄鱼和河马 [5];它的圆锥形牙齿还带有纵向条纹,与鳄鱼和蛇颈龙的牙齿非常相似,适合钓鱼; CT设备看穿内部结构,发现棘龙嘴前端的小孔甚至有水波感受器[6];当骨头被切开时,可以发现骨头中的髓腔非常小[4,7]。这种致密而笨重的骨头可以抵消水中的浮力,蛇颈龙和海牛也有这个特点;研究人员甚至放了牙齿和骨头。研磨溶解,其元素成分也更接近水生动物[8]。
棘龙牙齿化石特写
尽管古生物学家尽了最大努力,但许多人怀疑棘龙不是水生恐龙。毕竟,在已知的一千多种恐龙中,没有一种被证明可以生活在水中。 “棘龙是水生动物”,这样的想法太荒谬了。
有人质疑新发现的化石碎片不属于棘龙,也有人认为棘龙可能只是像棕熊一样在河边钓鱼,不一定生活在水下。
要得出科学结论是极其困难的,必须经受住全世界科学家的挑战和验证。那么,有没有直接证据表明棘龙是一种水生恐龙呢?
棘龙游动真锤……看到尾巴了吗?
这很奇怪。在过去的100年里,我们发现了棘龙的头骨、大部分的脊椎和四肢,也拼凑了大部分的棘龙骨架,但我们还没有发现连续的尾椎骨,所以我不知道。棘龙的尾巴长什么样?有的学者干脆把它和其他兽脚亚目一样用粗大的原木尾巴来形容。
过去人们制作的棘龙骨架模型尾巴形状不正确
今天,仍然在北非,仍在摩洛哥的卡马卡马地层,一个几乎完整的棘龙尾巴化石让 Nizar Ibrahim 感到惊讶。
Nizar Ibrahim 多年来一直在挖掘该遗址,以寻找他最喜欢的棘龙化石。但这一次世界上真的存在水生恐龙(1)_科学探索_光明网(组图),在往年挖掘化石的洞穴中,却出现了30多块连续的尾椎骨,带有高大的神经棘。尾骨前面的神经棘是椎体的3倍高,后面神经棘的长度是椎体的7倍。 ”。尾巴的腹面也有一个细长的静脉弓,它们共同形成了一条扁平的大尾巴冒险岛喷火龙的尾巴,像桨一样(静脉弓是椎骨向腹部突出的部分,类似于神经棘,但方向不同)。
本次发现的棘龙尾巴化石,椎骨上有高大的“刺” |参考文献[1]
哈佛大学的实验团队为这条尾巴做了一个机器模型,把它放在水箱里让它摆动,测量棘龙尾巴产生的推进力,并与其他肉食恐龙进行比较。实验发现,棘龙尾部产生的推进力比其他兽脚类恐龙大,是腔骨龙的八倍,仅比水生较多的鳄鱼和蝾螈略小。
本研究中计算机还原的棘龙外观
由于它的大尾巴,棘龙在游泳方面非常高效。如果在水中举行恐龙游泳比赛,棘龙的游泳速度可以比其他兽脚类动物快几个街区。尾巴,这个棘龙骨架上的最后一块拼图,成为了第一只水生恐龙的确凿证据。
科学家们一直无法通过详细的解剖比较、先进的 CT 扫描、精细的化学分析和绞尽脑汁来确定棘龙的水生习性,但现在它们被一条化石尾巴切断了。这一发现看似偶然,背后却是古生物学家几十年的坚持。
易卜拉欣,棘龙尾巴化石的主要发现者,从小就痴迷于恐龙,他和他的研究团队多年来一直在撒哈拉沙漠进行挖掘。从史前巨鳄到巨型腔棘鱼,从地霸巨齿龙到河流巨魔棘龙,他们收获颇丰,新的发现还将不断[9]。正如探险家 Roy Chapman Andrews 所说:“总有角落可以探索,而这个世界充满了角落。