長頸龍的脖子為何這麼長?科學家:有助於它們像鱷魚一樣伏擊獵物

2021-01-09 寰宇科學新觀察

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

最近,國外的一篇科學報導這樣形象地描述了長頸龍:如果你能用太妃糖(一種用糖蜜和奶油做成的,伸縮性很好的糖)做出了一條鱷魚的模型,你只需要抓住鱷魚模型的頭,用力拉它,直到它的脖子被拉伸到幾米遠。嗯,然後你就得到了一隻長頸龍。

以上之所以那樣來描述長頸龍,是想告訴人們:長頸龍大概就是一隻脖子比較長的鱷魚。為什麼這樣說,我們下面會揭曉的。

長頸龍(Tanystropheus)是一種生存於三疊紀中期(2.3億年前)的爬行動物,身長一般能達到6米。在我們看來,長頸龍的身體比例確實誇張,它們的尾巴約佔其總長度的三分之一,身體可能有四分之一,剩下的差不多就是脖子了(還有較短的頭部),大約有3米長。有科學家稱,長頸龍的脖子已經長到它身體所能承受的最大限度了,倘若再長一些,它們將無法控制自己的脖子。

自從長頸龍的化石第一次被發現,近170年來,科學家們都為它們那浮誇的脖子感到困惑,它們長那麼長的脖子到底有什麼用?在此之前,科學家們還對此進行過多番爭論,最終都沒有得到一個令人信服的結論。

來自芝加哥菲爾德博物館的古生物學家奧利維爾·裡佩爾(Olivier Rieppel)說:「坦尼斯特洛普斯看起來像一條短粗的鱷魚,脖子非常非常長。」為什麼這種爬行動物進化出如此浮誇的脖子是一個完全的謎。事實上,此前甚至沒有人能確切地知道,它是半水生動物,還是兩棲動物或者是陸地動物。

與蛇或蜥蜴不同的是,長頸龍化石中的頸椎像長頸鹿一樣伸展開來。事實上,當1852年它的殘骸首次被發現時,這些散落的骨頭被認為是一隻飛行翼龍的細長翼骨。我們發掘出的並非所有的個體都是鱷魚大小的。

由於最初的數量太少,這促使古生物學家質疑,他們檔案中的一些較小的標本是否屬於長頸龍的幼年形態。將它們分開需要尋找線索,看骨架是否還沒有達到完整的尺寸。謝天謝地,這些線索可以在化石的深處找到。就像樹幹上的年輪記錄了它們的年齡一樣,骨頭也可以做同樣的事情。

為了找到這些,古生物學家裡佩爾和他的同事們用X光對各種各樣的長頸龍骨骼進行了掃描,通過高解析度計算機斷層掃描(CT)技術將掃描結果轉化為3D模型。通過使用CT掃描來分析這些爬行動物的殘骸的被壓碎的頭骨,研究人員最終解決了圍繞這種奇怪動物的這些令人困擾的問題。

蘇黎世大學三疊紀爬行動物進化專家史蒂芬斯皮克曼(Stephan Spiekman)說:「CT掃描的力量使我們能夠看到化石中無法觀察到的細節。」生長年輪顯示,較小的長頸龍的遺骸化石確實屬於成年,這使得研究人員很清楚他們手上的是兩個不同的物種。為了區分它們,研究小組以希臘神話中的九頭蛇命名了更大的那一種,即T.hydroides。較小的那一種則叫做T. longobardicus。

將掃描圖像轉換成數字模型也為研究人員提供了一種方法,可以將壓扁的骨頭重新排列成更清晰的結構,從而更容易看清這種生物的所有解剖結構。斯皮克曼說:「從一個被強烈擠壓的頭骨中,我們已經能夠重建出一個幾乎完整的3D頭骨,揭示了重要的形態學細節。」

由於所有的骨頭碎片都在適當的位置上,看起來長頸龍在水裡呆得很好。這種爬行動物的頭蓋骨上有鼻孔,很像鱷魚的鼻子,它們正是像鱷魚一樣把鼻子露在水面上,保持呼吸暢通,安靜地等待獵物經過,然後出其不意地伏擊獵物。

鱷魚

斯皮克曼說:「這兩種長頸龍的捕食習慣也不相同,較大的T.hydroides喜歡吃魚和魷魚,較小的T. longobardicus則喜歡以蝦等小殼動物為食。」事實上,這兩個非常相似的物種有如此不同的方式使用他們的長身體,使他們更容易生存在同一個棲息地,共享他們的環境,而不是競爭相同的食物來源。

我們現在幾乎可以想像到,這種動物的身體在水面下蹲著,像鱷魚一樣的身體躺在2.42億年前的一條淺海岸線上,它的頭高高地升到水面上,這樣它的鼻孔就可以吸下空氣,它豎起的嘴微微張開,「守株待兔」,期待著一隻迷途的烏賊會遊到它的附近,然後一口咬住。

相關焦點

  • 這些生物同為長頸龍,為何有的脖子長,有的脖子短?
    長頸龍為何會出現兩個不同物種?它們是生活在陸上還是海中?長頸龍是一種什麼樣的動物?近現代考古研究指出,長頸龍是一種生活在三疊紀的肉食恐龍,由於這類恐龍普遍擁有一條細長的脖子,因此也被人們稱為「長脖怪」。如果你看了長頸龍的復原圖,就會發現它軀幹和脖子的比例十分奇怪。
  • 「長脖怪龍」身份確定,科學家:脖子佔身體一半,長頸龍的一種
    盤古陸周圍的海洋裡,生活著一種「長脖怪龍」,它們的脖子不僅佔體長的一半,而且十分僵硬,看上去就像一臺生鏽的大吊車,科學家將其命名為Tanystropheus hydroides(T·H)。T·H長著特別長的脖子、彎曲鋒利的牙齒,還有鱷魚一樣的鼻子。
  • 化石之謎被解開:脖子超長的長頸龍生活在海洋,而不是陸地
    在《侏羅紀公園》系列電影裡,我們常可以看到脖子超長,漫步悠閒的身形巨大恐龍,那可能是梁龍或馬門溪龍,它們生活在距今一億年前的侏羅紀,但是它不是這篇文章的主角,這篇文章給大家帶來的是它們生活在2.42億年前的祖先——長頸龍。
  • 科學家發現長頸龍新種 海底捕食陸上產卵
    本月初,古生物學家在《當代生物學》發表文章,指出100多年前就被人們找到的化石標本,其實是長頸龍屬的兩個不同種。長頸龍的脖子幾乎不彎曲,且長度可達軀幹的3倍。人們早先發現的化石中,有的標本長達6米,有的則長約1.5米。在新發表的研究中,科學家指出即便體型類似、生活在相同水域,但種種跡象表明,它們以不同獵物為食,彼此間獨立存在。
  • 科學家發現長頸龍新種,海底捕食陸上產卵
    本月初,古生物學家在《當代生物學》發表文章,指出100多年前就被人們找到的化石標本,其實是長頸龍屬的兩個不同種。  長頸龍的脖子幾乎不彎曲,且長度可達軀幹的3倍。人們早先發現的化石中,有的標本長達6米,有的則長約1.5米。在新發表的研究中,科學家指出即便體型類似、生活在相同水域,但種種跡象表明,它們以不同獵物為食,彼此間獨立存在。
  • 三疊紀的長脖怪獸,脖子3米長,鼻孔朝天牙彎曲,百年之謎被解開
    它們一部分演化成恐龍,一部分則重回海洋。其中演化過程中不乏有一些劍走偏鋒的生物,如長頸龍。需要注意的是,長頸龍不是蛇頸龍,雖然兩者都有一個長長的脖子,但它們屬於八竿子打不著的關係。而長頸龍也被譽為「生物力學噩夢」,並且持續了100多年。因為除了知道它脖子很長外,關於它是生活在陸地上還是在水中?它們如何與環境中的其他物種相互作用?
  • 三疊紀的長脖怪獸,脖子3米長,鼻孔朝天牙彎曲,百年之謎被解開!
    它們一部分演化成恐龍,一部分則重回海洋。其中演化過程中不乏有一些劍走偏鋒的生物,如長頸龍。  需要注意的是,長頸龍不是蛇頸龍,雖然兩者都有一個長長的脖子,但它們屬於八竿子打不著的關係。而長頸龍也被譽為「生物力學噩夢」,並且持續了100多年。因為除了知道它脖子很長外,關於它是生活在陸地上還是在水中?它們如何與環境中的其他物種相互作用?
  • 脖子是身體的3倍長,頭部像鱷魚
    這種生物生歸屬於長頸龍屬,其實它的骨骼化石早在19世紀50年代就被找到,不過因為它令人詫異的外貌,古生物專家甚至不知道它生活在陸地上還是海洋裡。假如這種長頸龍生活在三疊紀中後期陸地上的情況下,我們甚至難以想像它是怎麼抬起它那麼長的脖子的,所以瑞士的古生物學家通過近期的研究結果表明,這類身長近六米的長頸龍是生存在海洋中的,並且它的適應能力非常令人震驚。
  • 【化石Q&A】為什麼長頸龍的長脖子被稱為「生物力學噩夢」
    不僅是蛇頸龍,中生代的很多水生爬行動物都有一個長長的脖子,比如和蛇頸龍同樣屬於鰭龍超目的幻龍,還有原龍目中的長頸龍。
  • 2.42億年前海洋生活著一種怪異爬行動物:脖子是軀幹3倍長 鼻孔朝天...
    科學家們將這種奇怪的生物和它那令人難以置信的長頸鹿般的脖子描述為「古生物學上的荒謬之處」。這種生物屬於長頸龍屬(Tanystropheus),它的化石早在1852年就被發現了,從那以後一直困擾著科學家們。 如果這種生物在三疊紀中期在陸地上遊蕩的話,專家們不知道它是如何支撐起它那滑稽的長脖子的。
  • 為什麼長頸龍被稱為「生物力學噩夢」?
    因為生有這些細長的、沒有棘突的竹節狀頸椎,這種動物被命名為長頸龍。長頸龍體長可達6米,頸部長度超過3米。尤為奇特的是,長頸龍每節頸椎上都生長著一對極為纖細的肋骨——頸肋,長度達到甚至超越2~4節頸椎。由於這些頸肋的存在,長頸龍的脖子是「僵硬的」,無法像其他的長頸爬行動物一樣靈活地轉動。
  • 奇特古鱷魚,長著野豬式獠牙,還像野豬在陸地奔走獵食!
    鱷魚是一種攻擊性很強的冷血動物,一張血盆大口,總是展示著那滿嘴的尖牙利齒。只是現在鱷魚,只要合上鱷魚嘴巴,就看不見鱷魚的牙齒了,但在白堊紀時代,生活著一種奇特古鱷魚,長著野豬式獠牙,還像野豬在陸地奔走獵食——野豬鱷!
  • 美洲獅、美洲豹、老虎和貓伏擊獵物時的姿態,你覺得哪個更標準?
    美洲獅、美洲豹、老虎和貓伏擊獵物時的姿態,你覺得哪個更標準?貓科動物都是機會主義者,捕獵時它們很少直接出擊,而是採取伏擊的戰略,慢慢靠近獵物,然後突然發動襲擊,讓獵物猝不及防束手就擒。那麼,貓科動物向獵物發動攻擊的前幾秒是什麼樣子的呢?
  • 走進神秘的恐龍世界(5)——長頸龍
    說起遠古時代擁有長脖子的生物,小朋友們一定會想到之前給大家介紹的蛇頸龍,而今天要為大家介紹的另一種長脖子恐龍,它們的名字非常形象
  • 非洲虎魚VS非洲鱷魚:2個水中霸主,4項實力大比拼
    巨型非洲虎魚長有32顆牙齒,魚身粗胖,顎寬大,牙齒大小類似於大白鯊的牙齒,猶如剃刀,平時以其他魚類為食,飢餓時會襲擊靠近它們的大型動物。據測量,一些巨大虎魚的體長可達6英尺(1.8米),重達125磅(57公斤)。因此它們被歸類為世界最大淡水魚。它們有結實的肌肉和寬大的尾巴,這種魚非常兇猛,它們通常喜歡成群捕獵。
  • 無人機拍攝到一條5米長鹹水鱷,準備伏擊鯊魚,鯊魚嚇得轉身遊走
    近日在澳大利亞西澳大利亞州,一對夫婦Chelsea和Bryce就用無人機拍攝到一條5米長巨型鹹水鱷,準備伏擊鯊魚,鯊魚嚇得轉身遊走。據介紹:這頭鹹水鱷的的身形是鯊魚的好幾倍,當鯊魚發現鹹水鱷一動不動在那埋伏時,這條鯊魚也對峙了幾秒,快速做出決定,嚇得轉身就遊走,而鹹水鱷也沒有繼續追捕,畢竟鱷魚更習慣伏擊狩獵獵物,很少去追捕狩獵的。
  • 人類為何不像大猩猩一樣長滿全身毛髮?
    我們都知道人類是由古猿進化而來,但人類為何不像大猩猩一樣渾身長滿濃黑的毛髮,而是局部有毛呢?毛髮不僅能防止皮膚曬傷,還能防止皮膚潮溼,在叢林中行走不易被荊棘劃得鮮血淋漓,還可以抵禦蚊蟲的叮咬,甚至還具有偽裝和表達情感的功能。
  • 被神話的科莫多龍,真的這麼厲害嗎?和鱷魚相比,誰比較厲害?
    速度驚人,會攻擊人類 為了捕捉獵物,科莫多龍會使用伏擊策略,會埋伏著等待毫無戒備的動物經過,並在獵物逃跑前狠狠咬上一口 相反,它們吃很多腐肉,嗅覺靈敏的它,可以在10千米外發現獵物的屍體。 這樣的飲食習慣,也讓它們有了非常獨特的捕獵技巧。 在很長一段時間裡,人們認為,被科莫多龍咬一口是非常危險的,因為它的嘴裡有大量的細菌。作為一種食腐動物,咬傷獵物後,會在傷口留下致命微生物,這些微生物會感染並殺死任何獵物。
  • 美洲豹伏擊3米巨鱷:一口咬碎頭骨
    BBC記錄片《行星地球II》中的一幕驚呆了吃瓜群眾:一隻美洲豹伏擊了10英尺(約3米)長的凱門鱷,瞬間咬碎了鱷魚頭後的骨頭……美洲豹愛獨行,是蟄伏突襲的掠食者,並且是遊泳好手。這隻美洲豹在巴西叢林中的河岸蹲守埋伏了許久,終於,它竄向獵物,出手了!
  • 恐龍之前地球霸主長啥樣?像鱷魚 頭長佔體長的1/4
    它們長什麼樣?英國伯明罕大學科學家理察·巴特勒(Richard Butler)及其同事認為,可能是名為「紅鱷魚」(Erythrosuchids)巨大食肉動物。這種史前生物屬于格爾贊鱷屬(Garjainia),生活在早三疊世,即距今2.51到2.47億年前,比恐龍早800萬年左右。