恐龍不是旱鴨子嗎?最新研究發現:世界上真的存在水生恐龍

目前，人類已知的恐龍種類超過一千種，遍布地球的每片大陸。在陸地上，恐龍是當之無愧的霸主。那麼在江海湖泊中，恐龍又扮演了怎樣的角色呢？

在恐龍時代，海洋裡確實有不少名字帶「龍」的古生物，比如蛇頸龍和魚龍，但它們並不真正屬於恐龍家族。科學家們一直未能找到恐龍留在水生環境中的化石遺蹟，有些甚至認為恐龍作為變溫動物無法長期生存於水中。

那麼，恐龍究竟是不是旱鴨子？還是說，它們也會在水中生活，只是沒有留下遺蹟證據？對此，科學家們也是一頭霧水。

直到2020年4月，古生物學家尼扎爾·易卜拉欣（Nizar Ibrahim）團隊發表在《自然》的研究，提供了最關鍵的化石證據。作為「棘龍專業戶」的他們，找到了一條棘龍的側扁的大尾巴，並聯合哈佛大學模擬測算出：這條尾巴能產生巨大推進力——說明棘龍可以在水中生活。這一新發現終於證明了世界上真的存在水生恐龍[1]。

棘龍外貌復原圖 | Wikimedia Commons，Mario Lanzas / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

耽擱棘龍發掘的…是二戰？

非洲北部的沙漠裡，不僅塵封著數千年前的法老亡靈，還埋藏數千萬年前的恐龍化石，等待幸運的探險家將其喚醒。

1912年，德國古生物學家恩斯特·斯特莫（Ernst Stromer）在埃及發現了巨大的肉食恐龍骨骸，包括一人多高的背椎、巴掌大的錐狀牙齒，還有超過一米長的下巴。斯特莫根據背椎上高高的神經棘（脊椎骨骼向背側凸出的細長部分），將其命名為「埃及棘龍」（Spinosaurus aegyptiacus）。

神經棘是脊椎骨向背側突出的細長部分，在人身上也被稱為棘突，可以用手摸到 |

Wikimedia Commons，Henry Vandyke Carter / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

這批棘龍化石存放在慕尼黑古生物博物館，不幸的是，它們統統毀於1944年的二戰炮火。從此以後，埃及的巨大肉食恐龍成為了傳說，人們只能從斯特莫的文字中揣測棘龍的模樣[2]。直到1995年，斯特莫的孫子捐出爺爺的素描手稿，上面精細地畫著每一塊棘龍化石碎片。古生物學家們這才想起繼續研究棘龍，開始瘋狂找尋化石。

經過多年探尋，人們發現摩洛哥的卡瑪卡瑪地層（Kem Kem beds）出產棘龍化石最多。米蘭自然歷史博物館的古生物學家沙索（Cristiano Dal Sasso）就在這裡收穫了棘龍頭骨的前半部分——將近一米長的上頜骨殘段[3]。沙索由此推測，棘龍的完整頭骨很可能超過兩米，體長甚至能有20米，是霸王龍的兩倍！因此，棘龍獲得了「世界上最大肉食恐龍」的威名。

最大的肉食恐龍排名：棘龍、鯊齒龍、南方巨獸龍、霸王龍 | Wikimedia Commons，Matt Martyniuk / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

隨著化石殘骸不斷地出土，棘龍在科學家們腦海中的形象越來越清晰，但是大家心中的問號卻越來越大。這是因為，棘龍的樣貌和它的食肉類近親相比實在是太奇怪了。

叛逆的長相是為了…捕魚？

肉食恐龍都屬於獸腳類恐龍家族，大部分成員像是一個模子刻出來的：兩足行走，仰著大腦袋和血盆大口，舉著一對小短手，發達的後肢強勁有力，一條圓木般的粗尾巴保持平衡。

粗壯的大腿是肉食恐龍的典型特徵之一 | Wikimedia Commons，Marcin Polak / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0)

棘龍也是獸腳類恐龍，但是長得十分叛逆：棘龍的頭型出乎意料的長，有很長的吻部，很像鱷魚；背上立著一個巨大的背帆，人們卻不清楚它的用處；最奇怪的是，一般獸腳類恐龍後肢粗壯，前肢短小，而棘龍卻長著小短腿，提著鐮刀般的爪子。柔弱的小腿總讓人擔心，它能否支撐這個舉世最大食肉恐龍的體重。

由此，古生物學家們產生了一個大膽的想法：棘龍或許是一種吃魚的水生動物？如此一來，大長嘴和小短腿就合情合理了——修長的吻部有利於減小水下捕獵的阻力，短小的四肢和扁扁的指節骨則有利於划水[4]。

除此之外還有別的證據嗎？

古生物學家的腦洞一旦打開，就一發不可收拾。這個疑似水生動物的每一個解剖細節，都被仔細考量：棘龍的鼻孔和眼睛靠近頭頂，更方便浮出水面呼吸和觀察水上情況，與鱷魚和河馬類似[5]；它錐形的牙齒還帶有縱紋，和鱷魚、蛇頸龍的牙很像，適合捕魚；CT設備透視內部結構發現，棘龍嘴巴最前端的小孔甚至有對水波的感受器[6]；如果把棘龍的骨骼切開，能發現骨骼中的髓腔很小[4,7]，這種密實而笨重的骨骼能抵消水中的浮力，蛇頸龍、海牛也有這樣的特點；研究者們甚至把牙齒和骨骼磨碎溶解，分析出其中的元素成分也更接近水生動物[8]。

棘龍牙齒化石特寫 | Wikimedia Commons，Ghedoghedo / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

儘管古生物學家們使出了渾身解數，還是有很多人懷疑棘龍不是水生恐龍。畢竟，在已知的一千多種恐龍中，沒有一種被證實可以生活在水中。「棘龍是水生動物」，這樣的想法太離經叛道了。

有些人質疑新發現的那些化石碎片並不屬於棘龍，也有的認為棘龍可能只是像棕熊一樣在河邊摸魚，不一定會在水下生活。

下定科學結論極其困難，要經得起全世界科學家的挑戰與驗證。那麼，到底有沒有棘龍是水生恐龍的直接證據呢？

棘龍會遊泳的實錘…看尾巴？

說來奇怪，過去的一百多年，我們發現了棘龍的頭骨、大部分脊椎和四肢，拼湊出了大半個棘龍骨架，卻唯獨沒有發現連續的尾椎，所以不知道棘龍的尾巴長什麼樣，有些學者乾脆給它安上了和其他獸腳類一樣的圓木粗尾巴。

人們過去憑想像製作的棘龍骨架模型，尾巴形態並不正確 | Wikimedia Commons，Mariomassone / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

如今，依然在北非，依然在摩洛哥的卡瑪卡瑪地層，一條幾乎完整的棘龍尾巴化石給尼扎爾·易卜拉欣帶來了驚喜。

為了找到他最愛的棘龍化石，尼扎爾·易卜拉欣已經在這個地點發掘了多年。但這一次，在往年發掘化石的洞穴裡，30多枚連續的尾椎顯現了出來，上面長著高高的神經棘。尾椎前部的神經棘有椎體的3倍高，後部神經棘的長度更是達到了椎體的7倍，看起來就像節魚類的尾椎，背面立著高高的「刺」。尾巴的腹面還有細長的脈弓，共同塑造出了一條如船槳般側扁的大尾巴（脈弓是脊椎骨向腹部凸出的部分，與神經棘相似，只是朝向不同）。

此次發現的棘龍尾巴化石，椎骨上長著高高的「刺」 | 參考文獻[1]

哈佛大學的實驗團隊專門為這條尾巴做了一個機器模型，放到水槽中讓它擺動，測算棘龍尾巴能產生的推進力，並與其他肉食恐龍做了比較。實驗發現，棘龍尾部能產生的推進力比其他獸腳類都要大，是腔骨龍的八倍，只比水生能力更強的鱷魚、蠑螈略小一點。

本次研究利用計算機復原的棘龍外貌 | 參考文獻[1]

得益於這條大尾巴，棘龍的遊泳效率非常高。如果在水裡舉辦恐龍遊泳比賽，棘龍遊泳速度能甩其他獸腳類恐龍好幾條街。尾巴，這塊棘龍骨架上的最後一塊拼圖，成為了史上第一種水生恐龍的鐵證。

科學家們此前細緻的解剖比較，先進的CT掃描，精妙的化學分析，絞盡腦汁的百般求索，都難以斷定棘龍的水生習性，現在卻被一條尾巴化石斷了案。這一發現看似偶然，背後則是古生物學家數十年如一日的堅持。

棘龍尾巴化石的主要發現者易卜拉欣從小痴迷恐龍，他和研究團隊已經在撒哈拉沙漠挖掘了許多年。從史前巨鱷到大型腔棘魚，從陸地暴君鯊齒龍到河中巨怪棘龍，他們收穫頗豐，而新的發現仍將繼續[9]。正如探險家羅伊·查普曼·安德魯斯（Roy Chapman Andrews）所言：「總有一些角落值得探險，而這個世界充滿了角落。

作者名片

作者：王維

編輯：Kamin 範可鑫

排版：雷穎

題圖來源：圖蟲創意

參考文獻：

[1] Ibrahim, N., et al. Tail-propelled aquatic locomotion in a theropod dinosaur. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2190-3

[2] Stromer, E. Ergebnisse der Forschungsreisen Prof. E. Stromers in den Wüsten gyptens. II. Wirbeltier-Reste der Bahar je -Stufe (unterstes Cenoman). 3. Das Original des Theropoden Spinosaurus aegyptiacus nov. gen., nov. spec. Abh. Kgl. Bayer. Akad. Wiss. Math. Phys. Kl. München 28, 1–28 (1915).

[3] Dal Sasso, C., et al., New information on the skull of the enigmatic theropod Spinosaurus, with remarks on its sizes and affinities. Journal of Vertebrate Paleontology. 25 (4): 888–896 (2005).

[4] Ibrahim, N. et al. Semiaquatic adaptations in a giant predatory dinosaur. Science 345, 1613–1616 (2014).

[5] Arden, T. M. S., et al. Aquatic adaptation in the skull of carnivorous dinosaurs (Theropoda: Spinosauridae) and the evolution of aquatic habits in Spinosaurus. Cretac. Res. 93, 275–284 (2019).

[6] Dal Sasso, C. et al. A neurovascular cavity within the snout of the predatory dinosaur Spinosaurus. Muséum national d'Histoire naturelle (2009).

[7] Aureliano, T. et al. Semi-aquatic adaptations in a spinosaur from the Lower Cretaceous of Brazil. Cretac. Res. 90, 283–295 (2018).

[8] Amiot R., et al. Oxygen isotope evidence for semi-aquatic habits among spinosaurid theropods. Geology. 38 (2): 139–142 (2010).

[9]https://www.ted.com/talks/nizar_ibrahim_how_we_unearthed_the_spinosaurus/transcript?language=zh-cn

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