古生物學 與你一起探索霸王龍的奧秘

2020-12-03 一莫利亞

1905年末,報紙記者滔滔不絕地講述了古生物學家在蒙大拿州荒地上發掘出的史前怪物的骨頭。該報稱它是「最強大的戰鬥動物「。在此後的一個世紀裡,霸王龍並未放鬆對公眾或古生物學家的想像力。

霸王龍素描

從鼻子到尾巴延伸超過12米並且運動數十個鋸齒狀牙齒,大小與軌道尖峰一樣,6600萬年前的霸王龍仍然是史前捕食者的最終例子。恐龍的進化起源仍然是一個謎。研究人員正熱切地試圖確定白堊紀時期(從1.45億年到6600萬年前)的這些國王是如何從侏羅紀時期(2.01億至1.45億年前)的一系列小恐龍中產生的。還有很多關於霸王龍作為青少年的問題的辯論,以及古生物學家是否花費了數十年的時間將其年輕人誤認為是一個獨立的物種。甚至許多研究人員認為這個巨人被絨毛或絨毛覆蓋而不是鱗片。然後有一個令人煩惱的問題,為什麼霸王龍有如此龐大的頭部和腿部,但相對微弱的武器。在這裡,讓我們跟隨古生物學家一起揭開霸王龍的秘密。

模糊的起源

在古生物學家亨利·費爾菲爾德·奧斯本命名並描述了霸王龍之後的最初幾十年裡,研究人員將這種巨型恐龍視為更大掠食者趨勢的頂點。在這種觀點中,霸王龍被認為是異龍的後代,翼龍是一種9米長的捕食者,生活在8000多萬年前。這些和其他大型食肉恐龍被混合在一個名為Carnosauria的絕對廢棄物中,其中T.rex是兇猛家族的最後和最大的。但古生物學家在20世紀90年代開始使用一種稱為分支學的更嚴格的分析形式時就撕毀了這種進化樹。他們重新審視了恐龍群體之間的關係,發現了霸王龍它的根源在於在侏羅紀時期生活在異特龍和其他掠食者陰影下的小型模糊生物的血統。

古生物學家的問題是暴龍如何從如此卑微的起點上臺,以及為什麼他們成為北美和亞洲的頂級掠食者。目前,這個故事的關鍵部分都缺失了。從1.45億年到9000萬年前,當暴龍明顯接管時,富含恐龍的巖層相對較少,因此古生物學家尚未完全繪製當時存在的社區圖。布魯薩特表示,海平面或氣候的變化可能引發導致霸王龍佔主導地位的事件,但他承認這種聯繫是推測性的。「我們真的需要更多來自白堊紀中間間隙的化石,以幫助解開這個謎團。」

在過去幾年中,研究人員已開始在中國取得進展,其中巖層記錄了這一關鍵區間的一些部分。2009年,伊利諾州芝加哥菲爾德博物館的彼得·馬科維奇和他的同事描述了一種長期流行的霸王龍,來自中國西部的巖石,可追溯到1億到1.25億年前2。這隻動物長約四米,比侏羅紀的暴龍更大。而且,2012年,北京脊椎動物古生物學和古人類學研究所的徐星和他的同事描述了一個9米長的霸王龍。

這可能是暴龍在同一棲息地逐漸消失之前與暴龍重疊的關鍵轉變。在對來自中國北方的巖石進行的研究中,布魯薩特和他的同事發現了一個五到六米長的翼龍,大約在9000萬年前生活。「因此,在這段時間內,似乎異形體和霸王龍都在亞洲,並且具有相對相似的尺寸,」他說。他希望進一步的化石發現將有助於充實霸王龍如何以及何時成為其生態系統中的頂級捕食者。

羽毛上的翻蓋

幾代人以來,藝術家們都描繪了鱗片覆蓋的霸王龍,就像現代爬行動物一樣,只與它有很大關係。但是在過去的二十年裡,中國的研究人員發現了許多帶有羽毛或模糊塗層的恐龍組織的標本。其中一些發現包括與霸王龍密切相關的物種。

2004年,一種小型的早期暴龍6。這種動物的化石在尾巴,下巴和其他身體部位周圍顯示出纖維的印象,這表明該動物有一層「恐龍」。這些暴龍的羽毛不像活鳥,而是簡化的前體。徐建議最早的羽毛恐龍可能會用它們的羽毛進行視覺顯示。後來完全被羽毛遮住的動物可能依靠它們來保溫。由於暴龍之間存在密切的進化聯繫,他認為「霸王龍可能有某種原始人」。

其他研究人員也贊成羽毛暴龍的想法。霍爾茲說:「用一張正面拒絕一個模糊不清的霸王龍越來越難了。」這並不意味著霸王龍看起來像白堊紀雞。布魯薩特說,它可能已被覆蓋在相當不顯眼的毛髮狀纖維中,就像許多其他有羽毛的恐龍一樣。

迄今為止,沒有發現霸王龍的皮膚印象,因此研究人員無法肯定地說它覆蓋了什麼樣的身體。有些人還沒有準備放棄更傳統的觀點。例如,威斯康星州基諾沙迦太基學院的古生物學家託馬斯·卡爾認為,未發表的化石具有來自霸王龍近親的皮膚印象,表現出鱗狀皮膚。這些研究結果表明,儘管一些早期的暴龍類有羽毛,但稱為暴龍科(包括霸王龍)的亞組似乎經歷了從模糊到尺度的進化逆轉。這個論點遠遠超出了生物的樣子。霸王龍是否有羽毛會影響研究人員如何重建這種恐龍的生命,從可能的求偶行為到它如何控制體溫。

軍備競賽

關於霸王龍的一個最大的謎團已經讓古生物學家陷入了一個多世紀的困境:這個巨人對武器的使用有多麼粗暴,以至於他們甚至無法進入它的嘴巴?早期的想法,後來被丟棄,表明雙爪手臂幫助霸王龍在交配期間抓住伴侶或從休息中起身。後來的古生物學家認為,這些武器是殘餘的-這是一個受到漫畫家喜愛的想法,他們從不厭倦地表現出雷克斯因其無用的,微不足道的槍而感到尷尬。

但俄亥俄大學的古生物學家Burch的研究表明,這種笑話是不公平的。她研究了鱷魚的肌肉組織以及恐龍系列中唯一的活體成員-鳥類。如果霸王龍的手臂已經退化,他們就會失去表明肌肉附著的各種解剖標誌,但化石「保留了大量肌肉組織的證據,」她說。

但是知道霸王龍使用它的武器並不能揭示它們的用途。對卡爾來說,武器是恐龍武器庫的一部分。他說:「霸王龍使用武器的方式與所有獸腳類動物使用武器相同,用於抓取和穩定物體」。

霍爾茲認為前肢的作用不那麼嚴格。根據先前對肌肉力量的估計,他認為霸王龍的手臂較弱。而且因為許多暴龍擁有癒合骨折的手臂,他說,「他們的生活習慣不能要求不斷使用這些手臂」。Holtz建議他們主要用於展示,也許是在交配或比賽期間,如果這些肢體被羽毛覆蓋,這種可能性似乎更有可能。

他和其他古生物學家計劃不斷挖掘這一最高級動物的秘密,這是迄今為止所有科學界最強大的大使之一。「霸王龍的許多方面,特別是行為方面或生理方面,仍然是未知的,」霍爾茲說。但也許不是永遠。「隨著新的調查方法的發展,我們將有新的途徑來探索他們的生物學。」正如研究人員所做的那樣,他們對暴君王的看法將繼續發展。

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