自然科普:恐龍挖掘技術(shù)哪家強?
來(lái)源:中國科普博覽
發(fā)布時(shí)間:2021-03-31
瀏覽次數:1151

“老鼠生兒會(huì )打洞,龍也會(huì )!”

這里的龍,指的是恐龍,古生物學(xué)家已經(jīng)發(fā)現了恐龍的地下洞穴。雖然有些恐龍不具備精湛的挖掘技術(shù),但或許也能在地面挖個(gè)淺坑,比如笨重的甲龍。

2021年3月19日,古生物學(xué)家對一具來(lái)自蒙古南部戈壁沙漠的甲龍科化石進(jìn)行了詳細研究,發(fā)現這只白堊紀的甲龍的前肢猶如大鐵鏟,可能會(huì )在戈壁沙漠里刨出一個(gè)坑,用來(lái)保護柔軟的腹部,或者是尋找水源、植物根系和礦物質(zhì),相關(guān)研究成果發(fā)表于期刊《科學(xué)報告》。

?

Part.1

戈壁里的“無(wú)名甲龍”

說(shuō)起來(lái),這具甲龍新化石的身世也頗為坎坷。

1972年至1973年左右,蘇蒙古生物聯(lián)合考察隊便在蒙古國的戈壁沙漠中首次發(fā)現了它。但當考察隊正準備將其帶回實(shí)驗室時(shí),由于材料不足和時(shí)間緊迫,只能暫時(shí)放棄。一晃三十年,在這期間,無(wú)數探險隊從它身旁路過(guò),漫天的黃沙早已將化石厚厚地掩蓋起來(lái)。直至2008年,這只被遺忘在戈壁沙漠里的白堊紀甲龍,才被重新發(fā)掘出來(lái)。

挖掘現場(chǎng)照片。(圖片來(lái)源:參考文獻[1])

?

或許是因為飽經(jīng)風(fēng)沙侵蝕,這只甲龍的頭骨已無(wú)處可尋,只剩一副軀干,兩米余長(cháng),體側鱗甲清晰,骨骼幾乎沒(méi)有變形,手腳蜷縮在腹部,儼然一副安靜沉睡的樣子。這種姿勢通常被解釋為在沙塵暴中活埋,原地死亡,來(lái)不及掙扎。

但不巧的是,同一地層的其它甲龍類(lèi)化石大多只保留了頭骨,因此無(wú)法與這次新發(fā)現的甲龍進(jìn)行比較。這也意味著(zhù)無(wú)法對它進(jìn)行準確分類(lèi),這只甲龍也無(wú)法擁有名字,被迫成為了“無(wú)名甲龍”,編號(MPC-D 100/1359)將會(huì )是它的長(cháng)期唯一代名詞。

編號(MPC-D 100/1359)化石照片及骨骼俯視圖,(c)白色骨骼為保留部分,黑色為丟失。(圖片來(lái)源:參考文獻[1])

?

?

即便無(wú)頭又無(wú)名,也掩蓋不了它的閃光點(diǎn)。這副保留著(zhù)鱗甲的軀干化石,不僅為研究甲龍科的身體結構演化提供了寶貴材料,而且多個(gè)骨骼特征都顯示出挖掘的適應性,這意味著(zhù)“無(wú)名甲龍”可能掌握了挖掘的本領(lǐng)。

?

Part.2

龍中柯基,腿短但有力

一般來(lái)說(shuō),大多數苦苦鉆研挖掘技術(shù)的脊椎動(dòng)物都有著(zhù)細長(cháng)的前爪,才能在挖掘事業(yè)上干出一番成績(jì)。古生物學(xué)家則認為,甲龍科采取了不同的策略。以這只“無(wú)名甲龍”為例,它的肩帶和前肢骨骼十分粗壯,掌骨短而寬,呈淺弧形排列。

如此一來(lái),雖然前爪顯得又短又寬,但實(shí)際上堅硬有力,猶如一把大鐵鏟??梢韵胂蟪梢恢谎b備了機械爪的短腿柯基。雖然腿短,但卻具備超強的刨土能力。因此,當你穿越回白堊紀的戈壁沙漠時(shí),或許能看見(jiàn)一只笨拙的甲龍,揮動(dòng)著(zhù)粗壯的鏟形小爪爪,在泥沙里奮力刨坑。

編號MPC-D100/1359的“無(wú)名甲龍”刨坑想象圖。(圖片來(lái)源:Yusik Choi)

想要成為老挖掘機,還要講究穩定性?!盁o(wú)名甲龍”身上覆蓋著(zhù)一層厚重的鱗甲,行動(dòng)緩慢,一旦翻車(chē),就很難起身。對此,它的骨骼作出了相應改變,使之能更好地支撐笨重的軀體,提高身體在挖掘期間的穩定性。

首先,“無(wú)名甲龍”的薦前棒含有9個(gè)背椎。

薦前棒是甲龍類(lèi)中獨特的棒狀結構,由后半部的背椎愈合而成,大多數甲龍科恐龍的薦前棒只包含3-4個(gè)背椎,而“無(wú)名甲龍”多達9個(gè),能起到更好的支撐和保護作用,協(xié)助身體承受更大的重量。

“無(wú)名甲龍”的薦前棒所含背椎數量及對比。(圖片來(lái)源:參考文獻[1])

?

其次,“無(wú)名甲龍”的趾骨數量少于早期的甲龍科。

研究發(fā)現,隨著(zhù)時(shí)間推移,甲龍科恐龍的趾骨數量會(huì )逐漸減少。這種現象也存在于地球上最大的陸地動(dòng)物——蜥腳類(lèi)恐龍之中。為了適應大體重,恐龍趾骨數量減少的趨勢更加驚人,例如一些泰坦龍類(lèi)在演化過(guò)程中已經(jīng)完全丟失了第五根腳趾的趾骨。同時(shí),前肢指骨也不斷地丟失,逐漸變成柱狀四肢。

蜥腳類(lèi)恐龍的趾骨數量演化,(b-h)趾骨數量一直減少,作為泰坦巨龍類(lèi)的“后凹尾龍”的V趾已經(jīng)丟失完全趾骨。(圖片來(lái)源:參考文獻[2])

?

不僅如此,趾骨數量減少還會(huì )降低后肢的靈活性,從而換取更高的穩定性,讓“無(wú)名甲龍”在埋頭刨坑的時(shí)候,能把身體牢牢固著(zhù)在地面,避免左搖右晃。

最后,“無(wú)名甲龍”的身形非常穩。

化石顯示,它的第3-6根肋骨,均有不規則的骨板狀突起,并彼此重疊,在肋骨之間形成一個(gè)大型骨板,這種結構必然會(huì )降低軀干的靈活性。再加上它的梭形體型,中間寬大,前后細窄,進(jìn)一步幫助“無(wú)名甲龍”在挖掘或擺尾時(shí)保持身體的筆直??梢?jiàn),“無(wú)名甲龍”為了當一只穩穩當當的“挖掘機”,可在演化中費了不少心思。

“無(wú)名甲龍”的骨骼側視圖,黃圈為3-6根肋骨之間的不規則骨板,(d)附帶鱗甲,(e)沒(méi)有鱗甲。(圖片來(lái)源:參考文獻[1])

?

Part.3

挖掘技術(shù),只是我的保護色

甲龍為什么會(huì )擁有挖掘技能呢?科學(xué)家猜想,可能是出于自我保護。

雖然甲龍科恐龍從頭到尾都覆蓋著(zhù)厚重鱗甲,尾巴末端又是大骨錘,肩部甚至還能長(cháng)出骨質(zhì)尖刺,看似防御力已然爆棚,但別忘了,它們還有著(zhù)相對柔軟的腹部。長(cháng)期以來(lái),人們認為甲龍的終極防御手段是蹲下來(lái),把四肢蜷縮到腹部,就像是一座全方位無(wú)死角的鐵甲堡壘。

倘若甲龍會(huì )挖掘,那它們就可以把身體固定在淺坑里,防止被捕食者撞翻。同時(shí)把四肢和柔軟的腹部隱藏在沙石之下,只暴露布滿(mǎn)鱗甲的背部,與環(huán)境融為一體,讓捕食者難以發(fā)現自己。在現存的角蜥身上,我們也可以發(fā)現類(lèi)似的策略。

現代角蜥。(圖片來(lái)源:DesignPicsInc/Depositphotos)

?

除了成為更強的堡壘,挖掘的優(yōu)勢還有利于覓食。甲龍科作為植食性恐龍,可能會(huì )挖掘樹(shù)根作為食物,或者尋找地下水以及礦物質(zhì),就像現代的非洲象一樣。

其實(shí)早在20世紀50年代,就有古生物學(xué)家提出甲龍挖掘的假說(shuō),作用也是自我防衛和生存。但到目前為止,這類(lèi)假說(shuō)的核心,依舊是甲龍的骨骼特征表現出了挖掘的可能性。因為在含有甲龍科化石的地層中,尚未找到與之相關(guān)的洞穴或其他挖掘痕跡。

但沒(méi)關(guān)系,如開(kāi)篇所述,人類(lèi)已經(jīng)發(fā)現了真正會(huì )打洞的恐龍。

?

Part.4

挖掘技術(shù)哪家強?當屬美國西北“掘奔龍”

在美國西北部的蒙大拿州,這里有大面積的晚白堊紀時(shí)期的地層,埋藏著(zhù)各種脊椎動(dòng)物的骨骼、牙齒和蛋殼,以及它們的家——地下洞穴。

2007年,一項研究敘述了首例恐龍穴居行為的化石證據:古生物學(xué)家在蒙大拿州發(fā)現了一個(gè)9500萬(wàn)年前的地下洞穴,洞穴的最深處,躺著(zhù)三具恐龍骨骼化石,均屬于掘奔龍(Oryctodromeus)。因此,掘奔龍也是第一種被證實(shí)有穴居行為的恐龍。

正在發(fā)掘中的洞穴遺址,白色是人工石膏,起到保護作用。(圖片來(lái)源:montana.edu)

?

這個(gè)掘奔龍的洞穴長(cháng)約2米,寬70厘米,整體像一個(gè)傾斜、彎曲的隧道,拐彎處還連接著(zhù)兩個(gè)小隧道,直徑僅幾厘米寬,可能是共生小型動(dòng)物的杰作。至于此洞的“主人”,三只掘奔龍的骨骼散落在洞穴的末端,這里或許曾是它們的巢室及儲物室,但如今卻成了墓室。

洞穴照片與示意圖,三只掘奔龍的化石在洞穴最深處。(圖片來(lái)源:參考文獻[4])

化石顯示,三只掘奔龍分別是一大兩小,成年個(gè)體長(cháng)約2米,幼年個(gè)體長(cháng)約1米,洞穴的大小與寬度足以成為它們的藏身之地。此外,掘奔龍的化石都沒(méi)有經(jīng)過(guò)流水搬運作用,骨骼上也沒(méi)有肉食動(dòng)物的咬痕及斷裂面,所以尸體并非是被流水和掠食者帶入洞穴深處,更可能是它們生前就居住在洞穴里,并死在其中。

在掘奔龍死后,尸體逐漸腐爛,風(fēng)沙不斷灌進(jìn)洞穴,直至將它們淹沒(méi)……

三只掘奔龍的生活場(chǎng)景想象。(圖片來(lái)源:Mark Hallett)

一大兩小,埋藏于地下。古生物學(xué)家不禁猜想,掘奔龍可能擁有親代養育行為。每當新生命破殼,成年掘奔龍就會(huì )在洞穴里照顧幼崽,直至幼崽可以獨自生活,從而提高幼崽的存活率,延續種群。雖然相比現今的鼴鼠、土撥鼠等挖掘高手,掘奔龍的前肢也稍顯遜色,無(wú)法給自身以及幼崽建造更宏偉的地下庇護所,但它有著(zhù)修長(cháng)的后肢,矯健身姿能在地面上尋找食物時(shí)躲避捕食者。掘奔龍:挖掘和逃命兩不誤!

掘奔龍洞穴的發(fā)現,也曾讓古生物學(xué)家進(jìn)行了一番遐想:當6600萬(wàn)年前那顆小行星在地球上炸開(kāi)了花的那一刻,是否存在一些善于挖掘的恐龍,躲在地下庇護所從而逃過(guò)大滅絕呢?

總之,恐龍演化史是一部長(cháng)劇,挖坑的“無(wú)名甲龍”和打洞的掘奔龍,僅僅是恐龍日常生活的一丁點(diǎn)兒。這群家伙從最初的兩足行走開(kāi)始,就不斷地改變身體結構和功能形態(tài),去適應生活。在挖掘之余,它們還有地棲、樹(shù)棲、甚至水棲……在它們的不懈努力之下,這部生活長(cháng)劇得以延續至今。

所以,打工人,打起精神,像恐龍一樣,向生活發(fā)起進(jìn)擊吧!

?

參考文獻:

?

[1] Park, JY., Lee, YN., Currie, P.J. et al. A new ankylosaurid skeletonfrom the Upper Cretaceous Baruungoyot Formation of Mongolia: its implicationsfor ankylosaurid postcranial evolution. Sci Rep 11, 4101 (2021).

[2] González Riga, B.,Lamanna, M., Ortiz David, L. et al. A gigantic new dinosaur from Argentina andthe evolution of the sauropod hind foot. Sci Rep 6, 19165 (2016).

[3] Fastovsky, D. E. & Weishampel, D. B. Dinosaurs: A Concise NaturalHistory 2nd edn. (Cambridge University Press, Cambridge, 2012).

[4] Varricchio David J, Martin Anthony J and Katsura Yoshihiro 2007Firsttrace and body fossil evidence of a burrowing, denning dinosaurProc. R. Soc.B.2741361–1368.


關(guān)注【深圳科普】微信公眾號,在對話(huà)框:
回復【最新活動(dòng)】,了解近期科普活動(dòng)
回復【科普行】,了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復【研學(xué)營(yíng)】,了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復【科普課堂】,了解最新科普課堂
回復【科普書(shū)籍】,了解最新科普書(shū)籍
回復【團體定制】,了解最新團體定制活動(dòng)
回復【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回復【觀(guān)鳥(niǎo)知識】,學(xué)習觀(guān)鳥(niǎo)相關(guān)科普知識
回復【博物學(xué)院】,了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情

聽(tīng)說(shuō),打賞我的人最后都找到了真愛(ài)。
做科普,我們是認真的!
掃描關(guān)注深i科普公眾號
加入科普活動(dòng)群
  • 參加最新科普活動(dòng)
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學(xué)小記者
色依依国内精品中文字幕|国产精品嫩草影院免费观看|亚洲ⅤA制服丝袜一区二区|久久精品无码一级毛片温泉|无码专区亚洲综合另类