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從 “侏羅紀公園”到 “侏羅紀世界”,20多年間霸王龍和迅猛龍的演變
2018-06-11 09:41:34   來源:化石網   評論:0 點擊:

據說霸王龍長這個樣子,你信嗎?暴龍逐漸彎下了腰近鳥龍中華龍鳥熒幕上的伶盜龍伶盜龍真實的樣子(化石網報道)據文匯網(胡璽丹 沈湫莎):25年前,美國著名導演斯皮爾伯格執導了一部科幻冒險片 《侏羅紀公園


據說霸王龍長這個樣子,你信嗎?







暴龍逐漸彎下了“腰”



近鳥龍



中華龍鳥



熒幕上的伶盜龍



伶盜龍真實的樣子
 
(化石網報道)據文匯網(胡璽丹 沈湫莎):25年前,美國著名導演斯皮爾伯格執導了一部科幻冒險片 《侏羅紀公園》,里面出現的霸王龍是一頭直立的巨型猛獸。但到2015年,上映的 《侏羅紀世界1》 (即 《侏羅紀公園》系列的第四部影片)中,霸王龍幾乎變成了 “直不起腰”的爬行動物; 《侏羅紀公園》里出現過的迅猛龍 (即伶盜龍),原來的外形也已被徹底推翻,變成了如今毛絨絨的樣子……

對于現代人類而言,化石是已經滅絕了6600萬年的恐龍存活過的唯一證據,也是人類認識恐龍的起點。隨著越來越多化石被發掘出來,以及科學技術手段的不斷發展完善,人們對于恐龍的認識也越來越接近真實的樣子。

6月15日, 《侏羅紀世界2》即將上映。它將呈現出怎樣的昔日 “陸上霸主”,讓我們拭目以待。

恐龍到底長什么樣

在影視作品中讓恐龍 “復活”并不是件太難的事,因為科幻可以有很大的想象空間。但要想在現實生活中復原一只恐龍,究竟應該從哪里開始呢?唯一的線索是化石。

早期發掘出來的恐龍化石并不完整,有些形態尚難以辨認。每當新的化石出現,原有對恐龍的認知就會經歷反復爭論、辯駁和更新。

就拿霸王龍 (暴龍屬)來說,最早對于它姿態的推測是身體直立、頭部揚起、尾巴垂地的模樣。后來隨著新的化石證據出現,暴龍被推測為腿部較細,不足以在直立狀態下支撐起龐大的身軀,而且它的頭部很大,奔跑時必須依靠尾巴才能保持平衡,因此尾巴和軀干基本處于水平位置,而不是尾巴垂地的樣子。

再比如,梁龍和馬門溪龍都有長長的脖子,但當年出土的馬門溪龍化石沒有頭骨,因此科學家們暫且給它安上了梁龍的頭。后來,在四川、新疆都發現了馬門溪龍的頭骨,表明它的頭更接近盤足龍——我國發現的第一種蜥腳類恐龍  (化石完整度較高),于是梁龍的腦袋又被還了回去。

中國是世界上發掘恐龍化石數量和種類最多的國家,隨著越來越多的化石證據被發現,我們對恐龍的了解也越來越清晰。

如何復原恐龍的顏色

恐龍顏色的復原,一直是困擾科學家的一大難題。不過近年來,化石中保存的色素粒形狀,為斷定恐龍的顏色打開了一扇科學之門。

以往對恐龍顏色進行復原,通常是根據環境色彩、相近現生動物毛色、食性等進行推測,但都缺乏直接有力的證據支持。2006年開始,科學家對一只近鳥龍體色的復原,則提供了一種更令人信服的科學復原方法。

研究人員通過顯微鏡觀察到,兩億年前的烏賊化石樣本中的色素粒與現生烏賊樣本中的色素粒一模一樣。那么,其他化石中的色素粒是不是也可以保留下來?

經研究發現,羽毛化石保留了黑色素體的形態,這些含黑色素的細胞器,是決定顏色的關鍵因素。一只1.6億年前的赫氏近鳥龍的化石標本被放大一萬倍后,研究人員發現了很多不同形狀的黑色素體,有球狀、香腸狀,以及介于兩者之間的扁球狀。

研究人員將這些獨一無二的黑色素體與現生鳥類羽毛色彩資料庫比對,通過對黑色素體大小、形狀、密度和分布等因素的分析,證實了上述三種形狀的黑色素體分別對應紅褐色、黑色和灰色。然后,再將色彩和所屬部位對應起來,從而復原了近鳥龍身上的色彩圖樣 ,包括臉上的斑紋、臂羽的條紋、腿上的斑點。最令人驚喜的是,近鳥龍的頭部羽毛是紅褐色的,研究人員推測,這種鮮艷的顏色可能起到主權展示、求偶的作用。

2017年10月底,科學家通過對比包含在中華龍鳥羽毛化石和現生鳥類羽毛中的色素體,重建了中華龍鳥的羽毛顏色和細節信息,構建了三維模型,顯示出中華龍鳥有著一條像浣熊一樣帶斑紋的尾巴  (見上圖),同時腹部的毛色呈淺色。

長著羽毛的恐龍

過去十多年中,中國出土了大量長羽毛的恐龍化石,顛覆了古生物學界長期以來對恐龍的認知。不管你能否想象,霸王龍長羽毛的消息早已傳遍了古生物學界,登上著名學術期刊《自然》的封面。

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所著名古生物學家徐星和他的學生等人,在遼西熱河生物群的考古發掘中,發現了具有完好羽毛痕跡的恐龍化石,并將這種新恐龍命名為華麗羽暴龍。

羽暴龍是一種早期暴龍類,是迄今發現的體型最大的帶羽毛恐龍。從化石標本可以看到,它的羽毛不僅在尾部出現,在它的前肢、頸部、腰帶部位和后肢上,都發現有絲狀羽毛的印痕。這些羽毛平均長度為15厘米,最長之處有20厘米。羽暴龍身上的羽毛只是非常簡單的絲狀物,類似于小雞身上的絨毛。

華麗羽暴龍的發現,首次證實在大型恐龍,特別是暴龍類恐龍身上也存在羽毛。古生物學家推測,羽暴龍之所以會長羽毛,可能與白堊紀早期的氣候有關。通過對恐龍牙齒中氧同位素的分析推測,羽暴龍生活的我國遼西地區,在早白堊紀時期以溫帶氣候為主,冬天十分寒冷,而羽毛能夠幫助它們御寒。這與生活在冰河時代的猛犸象身上長滿長毛的原因類似。

與此同時,世界各地的化石證據也傾向于證明,長羽毛的情況在恐龍家族中普遍存在。最典型的莫過于伶盜龍 (即電影 《侏羅紀公園》中的迅猛龍),原來的外形已經完全被推翻。

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1.恐龍也有偽裝 “神器”

恐龍在我們的印象中,往往是兇猛無比的形象,但再強大的個體也有天敵,特別是一些體型較小的恐龍,常常被大型恐龍或巨型古獸攻擊,所以有些恐龍就演化出了 “保護色”。

2016年9月,英國布里斯托大學的研究人員重建了白堊紀時期的鸚鵡嘴龍身上的著色圖案,不僅揭示了鸚鵡嘴龍的顏色和不同的底紋圖案,還找到了它們生存環境的線索。

研究人員通過激光誘導熒光成像技術,根據 “黑素體”復原了鸚鵡嘴龍的顏色,研究顯示鸚鵡嘴龍的主體顏色為褐色,腹部側面的顏色非常明亮,背部顏色相對較深較暗,這種體色能夠起到 “反蔭蔽”的作用,有利于處于食物鏈底層的鸚鵡嘴龍融入周圍環境,不被掠食者發現。

當光線落在某個顏色均勻的動物身體上時,它會讓頂部變得比底部更加明亮,這種特征容易被捕食者發現。而如果某只動物的頂部顏色較暗、側面較亮的話,光線從上而下照射時,它身上的光線會被抵消,從而不易被看到,F生動物中,包括鹿和鯊魚在內的動物也都會采用這種策略。比如,從上往下看,鯊魚深色的背部與海水融為一體,從海底往上看,鯊魚的淺色腹部與天空融為一體,不易被發現。

2017年8月初,曾經于2011年3月被人們發現的恐龍化石終于被確定為新種——北方盾龍。它的體型大約為5.5米長、重約1.5噸,前半身保存得非常完整。通過對其身上的鱗片研究發現:它呈棕紅色,但腹部顏色則顯得較淺一些?茖W家由此推測,北方盾龍也具有 “反蔭蔽”偽裝,雖然它有尖刺和鎧甲作為防御武器,但依然需要通過保護色來躲避獵食者的攻擊。

2.恐龍吃素還是吃肉

判斷恐龍是吃素還是吃肉,主要依據它的下頜骨和牙齒的形狀、排列,以及恐龍的外形特征。通過胃部內容物可以直接了解恐龍生前吃了什么。比如,大型蜥腳類恐龍的胃部發現了胃石,就像我們熟悉的家雞,喜歡啄食小石子幫助消化食物一樣,恐龍也可能吞食石塊用于機械研磨植物,從而推測這類恐龍進食植物。

在一只三角龍的骨骼化石中發現了一顆深深嵌入其中的暴龍的牙齒,由此可以想象一只暴龍撕咬三角龍的場景。在暴龍胃里還曾經發現過鴨嘴龍幼體的骨骼,進一步證實暴龍食肉的習性。盡管中華龍鳥的體型不大,只有一米左右,但是在中華龍鳥的腹部和胃部分別發現了爬行類和哺乳類的骨骼,提供了中華龍鳥是很兇猛的肉食恐龍的直接證據。當然,和現生動物一樣,有一些恐龍葷素通吃,屬于雜食性,比如竊蛋龍、似鳥龍等。

3.恐龍真的會叫嗎

聲帶是容易腐爛的軟組織,因此目前沒有直接化石證據表明恐龍是否通過聲帶這樣的發聲器官吼叫。不過,科學家可以通過恐龍化石的頭骨、喉骨,推測聲帶的位置和大小,以及腹腔、口腔的共鳴效果,從而模擬出恐龍的叫聲。

關于恐龍發聲的問題,相關研究最多也最成熟的是副櫛龍。它被認為可能是當時叫聲最大的恐龍。由于目前發現的化石標本中,顱骨以外的部分發現較少,因此對副櫛龍的研究主要集中在它最有特點的顱骨和冠飾部分。它的冠飾由前上頜骨與鼻骨構成,從頭部后方延伸出去。冠飾中空,內有從鼻孔到冠飾尾端再繞回頭后方直通頭顱內部的管道。

副櫛龍較長的顱骨和特別的冠飾所具有的空腔結構,很可能具有顯著放大和調節音量的能力。它們可以通過頭冠發出像喇叭一樣的聲音,并通過冠內的空洞調節音色,從而發出不同的聲音。

4恐龍會游泳嗎

恐龍通常是生活在陸地上的。跟恐龍同時代在天上飛的翼龍類,卻不是恐龍家族成員,而屬于飛行爬行類。跟恐龍同時代在水里生活的魚龍、蛇頸龍、滄龍等,也不是恐龍,而屬于水生爬行類。那么,生活在陸地上的恐龍會不會游泳呢?

越來越多的科學家認為,棘龍可能是恐龍界的游泳健將,具有半水生的習性?茖W家是如何推斷出來的呢?

依據一方面來自形態結構對比的大量證據——

頭骨前上部的鼻孔 當棘龍大部分身體沒入水中時,可以像鱷魚一樣只露出頭部頂端,用位于頭骨前上方的鼻孔進行呼吸。

吻部前端的小孔 棘龍吻部前端有許多小孔,可能用于在水中偵測動靜。

光滑的圓錐狀牙齒 棘龍的鼻子前長著相互交錯、傾斜的牙齒,它們光滑、呈圓錐狀,沒有隆起和突出物,這都是適合捕食魚類的特征。由此,科學家推測棘龍可能也會捕食魚類。

狹長的顱骨 鱷類動物由于經常在水中捕食,顱骨特化成細長的形狀,可以有效減小水的阻力。棘龍的頭骨十分狹長,可能也是在水中捕食的一種適應。
彎曲的前肢和片狀爪子 棘龍的前肢彎曲,并具有葉片狀的爪子,這些特征適合在水中抓取切割表面光滑的獵物。

長而平的足 棘龍的腳底狹長而平坦,很可能還具有腳蹼。相對扁平的足部可以幫助棘龍像紅鶴等水鳥那樣在柔軟的泥濘表面上站立或移動。

短小的骨盆和后肢 相對于陸地掠食性恐龍,棘龍的骨盆短小,后腿也較短,大腿肌肉發達,與早期的鯨類相似。這些特征可能易于棘龍在水中劃動。

高密度骨骼 食肉恐龍往往具有骨髓腔,而棘龍沒有這一典型特征,反而具有較高密度的骨骼,這是一種適應于潛水的特征,有利于進行浮力控制,F代水生動物中的企鵝就具有這種特征。

另一方面,來自氧同位素檢測的證據也顯示,棘龍的氧同位素與同時期的陸生食肉恐龍存在差異,而與同時期水生動物 (鱷類或烏龜)相似。由此得出推論:棘龍與烏龜、鱷魚相似,具有半水生生活的習性。

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