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棘龍是非典型水生恐龍?水生恐龍到底存不存在?

時間:2019-04-14 20:42:06    來源:科技日報    

在恐龍進化史上,最大的謎團之一是:到底有沒有水生恐龍?雖然我們知道魚龍、蛇頸龍和滄龍都生活在水中,但根據(jù)它們在進化樹上的位置,嚴格說來都不屬于恐龍,只能算恐龍的近親。那么為什么水生恐龍如此罕見呢?

棘龍是非典型水生恐龍?

其實在所發(fā)現(xiàn)的恐龍化石中,也不是完全沒有在水中生活的恐龍。

1912年,人們在埃及發(fā)現(xiàn)了獸腳亞目恐龍的一種——棘龍的化石,它生活在距今大約1.1億至9350萬年的白堊紀時期。

據(jù)科學(xué)家們公布的早期數(shù)據(jù)顯示,棘龍體長為12.6米至18米,重量為7噸至20.9噸。近年來,更完整的標本支持了早期研究,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)棘龍可以長到15米至15.6米的長度。不過最新數(shù)據(jù)估測其重量為6.4噸至7.2噸。與大多數(shù)恐龍不同,棘龍背部長著一些獨特的刺,形成了帆狀結(jié)構(gòu)。公開資料顯示,棘龍背部的刺至少有1.65米長。棘龍的刺是其椎骨的延伸,研究者認為這能幫助棘龍調(diào)節(jié)體溫或顯示其獨特魅力。

“將棘龍跟鱷魚對比后,人們認為,棘龍有可能是水生的。”中國科學(xué)院古脊椎與古人類研究所古生動物學(xué)家徐星接受科技日報記者采訪時表示,根據(jù)棘龍的頭骨形態(tài),人們發(fā)現(xiàn)棘龍的頭骨長而窄,類似于現(xiàn)代鱷魚的頭骨。具體表現(xiàn)在,嘴巴較細長,牙齒的方向和大小有助于其抓住魚并將獵物固定在嘴中。

此外,通過對個別棘龍的化石進行分析,有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)棘龍的胃容物中有魚鱗殘留物。“這說明棘龍吃水里的生物,據(jù)此可推測,棘龍或許生活在岸邊或水中。”徐星表示,表明棘龍生活在水中的另一個證據(jù)是,有研究發(fā)現(xiàn),棘龍骨骼中的同位素組成跟水生動物比較接近。

不過,徐星強調(diào),還沒有非常確鑿的證據(jù)表明棘龍一定生活在水中。“因為棘龍沒有像海獅或海豹等水生動物那樣的鰭狀結(jié)構(gòu)。這說明棘龍不能完全生活在水中,并不是典型的水生動物。”他表示,根據(jù)現(xiàn)有的發(fā)現(xiàn),棘龍究竟是長時間生活在水中還是岸邊,還不好判斷。

“根據(jù)棘龍的牙齒和頭骨,人們認為棘龍主要以吃魚為生,但棘龍只是一類食性比較特殊的恐龍,而且一般來說,棘龍只是下水捕食,然后還會回到陸地生活。所以,不能據(jù)此提出‘水生恐龍’的概念。”中國地質(zhì)大學(xué)(北京)副教授邢立達表示。

恐龍原本就是水生動物?

也有科學(xué)家認為,恐龍原本就是水生動物。這一說法,源于一個困惑:恐龍的細腿如何撐起它龐大的身軀?英國劍橋大學(xué)細胞生物學(xué)家布賴恩·福德曾試圖提供解釋:恐龍主要生活在水中,靠浮力支撐身軀。他表示,恐龍大部分時間在湖中游走,尾巴提供助力,足跡印進淤泥。

按照福德的說法,可以解釋考古學(xué)家為何經(jīng)常挖到恐龍的腳印,卻鮮有恐龍尾部的痕跡。對比大象、犀牛等現(xiàn)代大型動物,恐龍的腿很細小,尾巴卻肥碩。

“認為恐龍在水中生活,一切就變得合理。”福德說,“恐龍用水支撐體重,浮起尾巴,調(diào)節(jié)體溫,獲取食物。”

不過,倫敦自然歷史博物館古生物學(xué)家保羅·巴雷特認為,這種說法沒有道理。他表示,已有研究人員借助承載結(jié)構(gòu)工程學(xué)原理證明,恐龍腿部肌肉的力量足夠支撐其身軀在陸地上輕松行走。而且,恐龍在水中會呼吸困難,行走緩慢。“它們可能生活在靠近水的地方,有時候下水涼快一下,但我不接受它們生活在水中的理論。”保羅說。

2007年,科學(xué)家在西班牙東北部的卡梅羅斯盆地發(fā)現(xiàn)了恐龍用爪子在水底劃出的痕跡,這成為“恐龍會游泳”的確鑿證據(jù)。2011年,中美古生物學(xué)者在河北赤城縣發(fā)現(xiàn)了一批奇怪的只有趾痕、沒有腳后跟的足跡。專家認為,這是恐龍戲水的鐵證——造跡者下水后,在湖底留下爪子的刮痕,隨著湖泊深度增加,它們腳部所能接觸到的水底越來越少,足跡逐漸變?nèi)酰?個趾頭也不能完整留存。

完全水生的恐龍不存在?

盡管有證據(jù)顯示有些恐龍生活在水中,邢立達依然反對提出“水生恐龍”這個概念。“‘水生恐龍’只是最近幾年提出的一個假設(shè),但是它極其容易包括海龍類、滄龍、蛇頸龍等,混淆概念。”

徐星也告訴記者:“根據(jù)現(xiàn)有研究,沒有純水生的恐龍。只能說有些證據(jù)顯示,有恐龍在水中生活一段時間。蛇頸龍、魚龍或者海獅、海豹的四肢會發(fā)生高度變化以適應(yīng)完全在水中的生活,但目前沒有證據(jù)表明存在這類恐龍。”

從嚴格意義上來講,的確沒有發(fā)現(xiàn)真正的水生恐龍。徐星認為,有兩種可能性,一是恐龍在它生存的時代確實沒有優(yōu)先占領(lǐng)水生態(tài)位,當(dāng)時的水環(huán)境可能被鱷魚等其它水生動物占領(lǐng);二是也許確實存在水生恐龍,但它們沒有成為主流物種,這類恐龍的化石沒有保存下來或尚未被發(fā)現(xiàn)。

“近幾年,隨著野外考察的不斷深入,人們發(fā)現(xiàn)了越來越多奇奇怪怪的恐龍?,F(xiàn)在的化石記錄還沒有完全揭示恐龍的多樣性。”徐星表示,原來的化石記錄是有欠缺的,有的欠缺也許可以彌補,有的欠缺或許永遠存在。

研究恐龍甚至爭論恐龍水生還是陸生有何意義呢?

“首先,它能證明一些進化現(xiàn)象。物種永遠處在變化中,比如由大變小,由陸地變到空中。科學(xué)家們則希望揭示變化的規(guī)律。”徐星表示,現(xiàn)在的生態(tài)系統(tǒng)被稱作鳥語花香的世界,以美麗的鳥類和開花植物為特征,而這一生態(tài)系統(tǒng)是從恐龍占據(jù)主導(dǎo)地位的中生代生態(tài)系統(tǒng)演化而來的,我們需要大量數(shù)據(jù)和化石記錄來揭示這一演化過程。

同時,科學(xué)家還要揭示哪些因素影響著生命的演化,是基因還是環(huán)境等。“搞清楚萬物演化的規(guī)律,對人類了解自己的生命也很重要。”徐星表示。(代小佩)

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