據4月30日的《自然》雜誌,
摩洛哥出土的埃及棘龍尾骨化石以及一系列研究,
讓科學家們錘定了棘龍的真實形態,
並建立起栩栩如生的動態模型。
大約9700萬年前,埃及棘龍用槳狀的尾巴在今天摩洛哥境內的一條河中遊弋。新發現的化石證實,棘龍的尾巴非常適合遊泳,有力地支持了這種觀點:棘龍大部分時候都待在水中。
建模:Davide Bonadonna、Fabio Manucci
動畫與紋理:Fabio Manucci
色彩設計:Davide Bonadonna, Di.Ma. Dino makers scientific supervision; Simone Maganuco and Marco Auditore
數據來源:Nizar Ibrahim and others, Nature, 2020
這是對恐龍顛覆性的認知,
真正的水生恐龍——
體型之大還要超過霸王龍,
一種15米長的超級巨獸,
相當於五層樓的高度,
是成年鹹水鱷三倍長!
在《侏羅紀公園3》裡,
他甚至與霸王龍打了一架,
還贏了。
不過這一架是在陸地打的,
明顯不科學。
攝影:Paolo Verzone
義大利福薩爾塔迪皮亞韋DI.MA.恐龍製造公司的Guzun Ion正在根據更新後的尾巴,製作真實大小的棘龍雕像。
棘龍究竟長什麼樣?
「從本質上說,這就是給恐龍加上魚尾,」這次化石研究的首席研究員、國家地理新晉探索者Nizar Ibrahim說。
大約9500萬年至1億年前,兩隻埃及棘龍在河流系統中捕食史前帆鋸鰩。
繪製:Jason Treat, NG Staff, and Mesa Schumacher
藝術:Davide Bonadonna
來源:Nizar Ibrahim, University of Detroit Mercy
最初的想法基於有限的化石記錄
和對恐龍狹隘的理解。
科學家們的認知有如下遷移。
棘龍化石最早發現於1912年,
巴伐利亞貴族Stromer資助了一系列埃及探險,
發現了幾十塊化石,
包括後來他命名為埃及棘龍的化石碎片,
此後這些化石被送去慕尼黑的古生物博物館展出。
二戰期間,
納粹負責人拒絕轉移化石,
1944年,
珍貴的化石湮滅於盟軍炮火之下。
只有圖片、照片和期刊中的描述能證明,
Stromer的棘龍化石曾存在過。
此後的數十年間,
鑑於沒有完整的棘龍骨架可供檢查,
這個物種似乎註定是一個謎。
再次僥倖發現棘龍化石,
就到了2008年的摩洛哥。
在摩洛哥的茲裡加特遺址,工作人員揮舞著鏟子和鶴嘴鋤鑿開巖石。古生物學家Nizar Ibrahim和同事一直在這裡挖掘棘龍骨架。
Ibrahim利用新獲得的化石、之前發現的骨頭和Stromer的文章,試圖重建棘龍。研究成果發表於2014年的《科學》雜誌,文章稱,這些摩洛哥化石可以代替二戰中失去的那些埃及化石。重建後,他們發現成年棘龍身長15米,超過成年霸王龍。
研究還認為,棘龍的軀幹細長,後肢粗短,頭骨形似吃魚的鱷魚,骨壁厚,類似於企鵝和海牛——這些特徵都指向某種半水棲的生活方式。
3D棘龍動畫
360度棘龍模型動態畫面
建模:Davide Bonadonna AND Fabio Manucci
動畫與紋理:Fabio Manucci
色彩設計:Davide Bonadonna, Di.Ma. Dino makers scientific supervision; Simone Maganuco and Marco Auditore
數據來源:Nizar Ibrahim and others, Nature, 2020
這一成果引發了較大爭議,
一派持贊同態度,
被棘龍厚骨壁的新數據說服;
一派認為棘龍會到淺灘裡吃魚,
且無法解釋其如何在水下生活;
最後一派則認為,
2008年發現的化石不一定是棘龍。
幾千名手工礦工在摩洛哥東南部開採巖石,他們發現了地球幾億年來的歷史,棘龍的情況也隨之明朗了起來。為了找到恐龍化石,一些礦工集中挖掘克姆克姆地層;這個砂巖地層形成於9500萬年至1億年前。
礦工發現化石後,通常會賣給批發商和出口商。化石開採業成為當地幾千人重要的收入來源。
古生物學家每年只能挖掘幾周,
而當地人整年都在挖掘,
後者幾乎一定能找到
更多具有科學價值的標本。
在摩洛哥陶斯,Samir Zouhri正在一位村民家中檢查巨大的棘龍牙齒。
科學家們不僅主動認識礦工們,
在2018年9月份,
Ibrahim和同事在國家地理學會的支持下,
返回了摩洛哥的挖掘點。
核心研究團隊聚集在一塊新發現的棘龍骨頭旁。
從左上角開始,順時針依次是:
哈桑二世大學的學生Ayoub Amane、
米蘭大學的學生兼攝影測量專家Gabriele Bindellini、
科學插畫師Marco Auditore、
獨立古生物學家Simone Maganuco、
挖掘機專家兼司機M』barek Fouadassi、
底特律大學的古生物學家Nizar Ibrahim、
米蘭自然歷史博物館的古生物學家Cristiano Dal Sasso、
卡薩布蘭卡哈桑二世大學的古生物學家Samir Zouhri。
47℃的高溫下,艱苦的挖掘工作開始了。為了清理成噸的砂巖,工作人員買了當地唯一能用的手提鑽,然而幾分鐘後就壞了。隊員們度日如年,好幾個人一回家就住進了醫院。
為了在夏日的陽光下長時間挖掘,現場的研究人員把物品放在下坡的巨石後,希望移動的陰影能讓水儘可能長時間保持清涼。
發現化石的信念支撐著他們繼續下去,只有齋月時他們休息了一下。最終,他們找到了一節又一節的尾椎骨,有時只間隔了幾分鐘、幾釐米。
古生物學家Cristiano Dal Sasso小心翼翼地拿著棘龍尾巴底部的第四節椎骨,這是他們團隊發現的最完整的椎骨之一。
截至2018年底,挖掘團隊就已經發現了30多塊棘龍的尾椎骨。重要的是,其中一些與Stromer於1934發表的棘龍尾椎骨插圖非常吻合,有力地支持了下述觀點:
棘龍科動物生活在白堊紀時期的北非,
其活動範圍從摩洛哥至埃及。
一座三角龍雕像佇立在摩洛哥裡薩尼附近的塔希裡化石博物館外,這是在北美發現的物種。摩洛哥自己的恐龍不如遠在美洲的近親那麼出名。
此外,Ibrahim和團隊在摩洛哥沒有發現任何重複的骨頭,這意味著這些化石屬於一個個體,這在克姆克姆地層雜亂的河床中極為罕見。
在摩洛哥挖掘現場,紅色砂巖中出現了棘龍的一根腳骨。這裡出土的恐龍化石是目前在北非發現的最完整的白堊紀獸腳亞目恐龍化石。
2019年2月,Ibrahim聯繫了哈佛大學比較動物學博物館古脊椎動物館的館長Stephanie Pierce,請她幫忙測試恐龍的尾巴能在水中產生多大的推力。
這運用了一個名為「Flapper」的機器人裝置,它掛在水槽下,Lauder可以精準地控制水的流速。配上燈光、攝像頭、傳感器,這個裝置可以準確地追蹤動物或機器人在水中的遊動情況,並計算出移動時產生的力。
棘龍尾椎骨上長有長長的突起。在現實生活中,這些突出物增加了尾巴的面積,讓它們呈現出槳狀。
Lauder把Flapper放進水中,與之相連的棘龍尾巴塑料模型突然活動了起來,這是在模仿遊動的短吻鱷。每次拍打,都有影子從尾巴掠過,數據不斷湧入Lauder的電腦。Flapper記錄了尾巴傳出的力,反映出棘龍在水中產生的推力情況。
最新的科學發現描繪了一幅更清晰的畫面:尾巴在垂直方向上長得多,而且沒有我們想像的那麼僵硬。這說明尾巴在水中可以產生強大的推進力。
結果顯示,
棘龍的尾巴在水中產生的向前推力
是非棘龍科獸腳亞目虛型龍和異特龍的8倍多,
效率是它們的2倍。
這一發現說明,
巨大的棘龍大部分時候都待在水下,
可能像現代鱷魚一樣在水中遊弋,
不過體型要大得多。
建模:Davide Bonadonna AND Fabio Manucci
動畫與紋理:Fabio Manucci
色彩設計:Davide Bonadonna, Di.Ma. Dino makers scientific supervision; Simone Maganuco and Marco Auditore
數據來源:Nizar Ibrahim and others, Nature, 2020
2019年Ibrahim重返沙漠,
挖掘出來的另一些化石
將被用來測試棘龍的另一個水生特徵
——蹼足。
Simone Maganuco、Nizar Ibrahim和Cristiano Dal Sasso三位隊員正在檢查一塊棘龍尾椎骨。
有了更多的化石,
研究人員將重建恐龍的整隻腳,
幫助測試棘龍腳趾的展開幅度。
Mohand Ihmadi是摩洛哥阿爾尼夫伊瑪迪三葉蟲中心的所有者,他正在打包棘龍牙齒,準備出售。
對於Ibrahim來說,很重要的一點是,團隊發現的所有化石都應留在他的祖國摩洛哥,留在由哈桑二世大學的古生物學家Zouhri負責的卡薩布蘭卡實驗室。希望有一天,這些骨頭和科學家能催生出摩洛哥首座國家自然歷史博物館,激勵北非人去探索腳下的世界。
塔希裡化石博物館由一位化石商人運營,其中陳列著在摩洛哥發現的化石遺骸,以及來自世界各地的模鑄化石。博物館內約一半的空間是禮品店,遊客可以買到恐龍骨頭切片。
在摩洛哥塔烏斯附近,一位化石收藏家站在自家的衛星天線旁,展示自己的收藏。一塊塊分散的骨頭為我們展現了棘龍的家園——克姆克姆生態系統的物種多樣性。
「我想為棘龍建造一座家園,」
Ibrahim說:
「這將成為非洲古生物學界的一個象徵、標誌。」