恐龙发展之旅(系列之一)
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恐龙发展之旅(系列之一)

2021-09-15 00:01:53 投稿作者: 点击:

恐龙,是一个古老而新颖的名词。言其“古老”,是因为我们研究的恐龙化石动辄亿年、千万年,连单位都是以百万年计;言其“新颖”,是因为“恐龙”这个词直到1841年才创造出来,迄今不到200年,但在这短短的时间里却含括了大量的新发现,近年来恐龙研究更是突飞猛进,新理论层出不穷,几乎颠覆了人们以往对恐龙的所有认识。

恐龙家族极为庞大,已发现的成员多达800多属,而这可能还只占到其全部属数的1/10。按理说,像这样种群数量庞大且盛极一时的古生物,其化石应该早就被发现了,但人们直到19世纪才真正开始认识恐龙。究其原因,一方面可能在于恐龙体形多硕大无比,其化石在出土后完整的很少;另一方面可能在于人们想不到地球上曾出现过如此巨大的动物个体。

1824年,英国矿物学家威廉·巴克兰根据一块脊椎动物下颌骨化石命名了巨齿龙,这也是最早被命名的恐龙。巴克兰形容说:“它既不是鳄鱼,也不是蜥蜴,它长达10米以上,远比—般的蜥蜴巨大,体积相当于一头7英尺高的大象。”而最早被发现的恐龙则是禽龙。1822年3月,英国路易斯小镇的曼特尔医生的妻子安宁从卡克费耳德梯尔盖特森林矿场的矿工送来的一堆含有小骨头的矿石中,发现了禽龙化石。

在曼特尔和巴克兰前无古人的研究后,人们开始一点点地揭开恐龙的神秘面纱。1841年7月30日,英国古生物学家欧文爵士在普利茅斯的一次演讲中,把这种奇怪的动物命名为“Dinosauria”,并在1842年首次写入《英国化石爬行动物》一书。这个词源自于希腊文“deinos”(巨大、恐怖的)和“Sauros”(类似于蜥蜴的爬行动物)。欧文还在《英国化石爬行动物》中加了一个脚注——“fearfullygeeat a lizard”,意思是“非常巨大的蜥踢”。由此可见,欧文的原意可能是想描述一种巨大的、令人心生敬畏的动物,而不是许多辞典中所解释的“terrible lizard”(恐怖的蜥蜴)。

“Dinosaufa”这个词很快传播到全世界,在东方则是由日本人最早接触到。在日文中,这个词最初被译为“恐童”和“恐蜥”两种,分别代表了两种学术派别。这两派的领头人是东京帝国大学理学部的横山又次郎教授和饭岛魁教授。19世纪末,他二人从德国留学归国,之后都专注于古生物研究。日本学者关于恐龙命名的争论直到“二战”后才结束。静冈大学文学部的荒川纮教授在《竜的起源》等著作中指出:“蜥蜴过于贫弱,竜则给人以更多的心理上的震撼,所以‘恐毫’的译法更合适”。之后,“恐竜”一词传到中国,章鸿钊先生将其译为“恐龙”,“恐龙”就这样在中国叫开了。

恐龙学发展到今天,“恐龙”的定义发生了本质上的变化,已远不是欧文眼中的恐龙了。首先,恐龙出现在距今213亿年前的中生代晚三叠世,直到6500万年前的晚白垩世灭绝,经历了近1.6亿年的时间,如此长的时间使它们成为地球上生活过的最为成功的物种。其次,恐龙是生活在陆地上的爬行动物,而同时代的翼龙、海生爬行类等则占据着天空与海洋,它们是恐龙的远亲近邻。恐龙广泛分布于所有的大陆上,占据一切生态带。恐龙化石几乎遍布世界各个角落(包括南北极地),尤其在北美西部、中亚的戈壁沙漠和南美阿根廷的巴塔哥尼亚高原,更是蕴藏丰富。再次,恐龙的四肢位居身体直下方,在前后方向的平面上摇摆,具有全然直立的姿态;骨盘完全垂直;髋臼穿孔,上缘承受身躯重量,膨大成为骨质缘饰,支撑起股骨(俗称大腿骨)。

在分类上,在欧文创建“恐龙”这一术语后,1872年,西勒根据恐龙腰带(俗称骨盆)构造的差异,把恐龙划分为两类:蜥臀龙目(Saurischia)和鸟臀龙目(Omlthischia)。前者具有类似蜥蜴的三射状腰带,后者具有与鸟类差不多的四射状腰带。后来,蜥臀目又被分为蜥脚类和兽脚类,鸟臀目义被分为鸟脚类、肿头龙类、角龙类、剑龙类和甲龙类。

三叠纪是恐龙时代第一个纪元,距今251亿~1.99亿年,延续了大约5200万年。晚三叠世,地球气候从干旱过渡为湿热,这时最早的恐龙出现了——始盗龙。1993年,始盗龙首次被发现于阿根廷,体长仅1米,头骨仅12厘米,是一种靠后肢两足行走的兽脚类恐龙。虽然始盗龙仍然像它的老祖宗初龙一样有五根趾头,但其第四趾已经退化,第五趾也只是起一些辅助作用,它站立时仅依靠脚掌中间的三趾来支撑全身的重量,这一特征被它的兽脚类子孙们所继承。在科幻大片《侏罗纪公园》里大出风头的伶盗龙和暴龙都是它的子孙。

与始盗龙同一时期出现的恐龙还有埃雷拉龙、南十字龙等,他们都生活在南美洲。而此时的北美州则生活着—群异常凶猛的肉食恐龙—腔骨龙。这是—种中小型肉食恐龙,因骨头中空,身体灵巧而得名。它们常集或小群活动,很象今天的野狼。它们的主食是一些小型哺乳动物,它们可能也袭击体形较大的植食陆喇口原蜥脚类。1972年,美国人柯伯特在邻近新墨西哥州的幽灵牧场发现了数百具腔骨龙遗体。发现者认为,它们很可能丧生于暴雨引发的洪水,并被洪水所掩埋。其中,最引人注目的是几具在体内有小腔骨龙的化石标本。这个发现最初引起一些人的推测,认为这些恐龙是卵胎生的。但现在^们认为,在某些情况下,腔骨龙是一种同类相食的动物。

最早的以植物为食的恐龙被认为是皮萨诺龙,但对此目前还有争议。早期植食恐龙中最著名的要数欧洲韵板龙、非洲的兀龙和亚洲的禄丰龙,它们的体长5~8米,属于原蜥脚类,一度被认为是侏罗纪蜥脚类恐龙的前身。

侏罗纪是恐龙时代第二个纪元,距今1.99亿~1.45亿年,延续了约5400万年。在这一时期,恐龙终于成为陆地的统治者,翼龙和始祖鸟也开始出现。生活在这一时期的恐龙开始走向极端———些种类的恐龙的体形就像吹气球般疯狂变大。从侏罗世体长18米的鲸龙,20米的峨眉龙、腕龙、圆顶龙,26米的马门溪龙、迷惑龙(雷龙),27米的川街龙、梁龙,30米的地震龙,到白垩纪体长12米的阿马加龙、萨尔塔龙,20米的巨龙,30米的波塞东龙,40米的阿根廷龙……这些庞大的家伙就是我们熟知的长脖子、长尾巴的蜥脚类恐龙。这个类群从诞生之日起就开始不断分化——峨眉龙进化出尾锤,梁龙长出鞭形的长尾,阿马加龙的脖子上长出两排鬃形长棘,巨龙和萨尔塔龙披上—身骨质小甲板(这些圆形的甲板零散分布在体表,起着良好的保护作用)……

与此同时,这些巨兽的克星也随之而来——南极洲的头顶长有两个小角锥的冰脊龙,美洲的头上长着两道脊冠的双脊龙,亚洲的单脊龙、气龙、永川龙、中华盗龙,还有遍布美洲、非洲、澳大利亚和亚洲的异特龙。这些外形大同小异的凶残猎手,都是手小脚大,血盆大

口里密布数十枚边缘带锯齿的匕首状牙齿,牙齿锋利且有放血的沟凹。不难想象它们在绞杀蜥脚类恐龙时的惨烈而血腥的场面。

到早、中侏罗纪,剑龙类踏上了地球生命历史的舞台。最早出现的是中国四川的华阳龙,它们的典型特征是背部的骨板,从颈项到尾端依次排列,尾部末端还长有四个尖锐的尾刺,肩部则有一对大肩棘。还有就是剑龙类,典型代表是美国晚侏罗世的剑龙,其背部的骨板硕大异常,也许具有防御、攻击与调节温度的作用(不过最近,骨板具有调节恐龙体温作用的理论几乎被否定)。剑龙骨板的组织构造显示,其骨板只不过是为了防御而进化来的,其结构与甲龙、乌龟、犰狳的壳,甚至鱼的鳞片是一样的。现代的犰狳身上覆盖着的铠甲,是由许多细小的骨片构成的,每个骨片上还长有一层角质的鳞甲,因而成为犰狳御敌的防护壳。就结构而言,剑龙的骨板与犰狳的细小骨片并没什么太大的区别。

白垩纪是恐龙时代最后的纪元,距今1.45亿~0.65亿年,延续了约8000万年。恐龙家族在白垩纪达到全盛,其品种大于前两个纪元的总和。与此同时,古鸟类继续进化,被子植物在早白垩世兴起,地球最终告别了单调的绿色与棕色,开始披上万紫千红的纷繁色彩。早白垩世是一个生物转型的时代:恐龙开始走向疯狂末路;现代型的爬行类——鳄、蛇、蜥蜴,以及缩在壳里的龟鳖类已经定形;新鸟类翱翔升天;而那些胆小而温暖的哺乳动物则开始壮大并挑战恐龙,为它们在未来走上统治地位做好了铺垫。

在这个开始显示出美丽的时代,最不甘寂寞者要数一些中小型的兽脚类恐龙,包括挥着镰刀般爪子的镰刀龙、蒙冤的窃蛋龙、无齿的似鸟龙,以及伶盗龙、恐爪龙等。伶盗龙、恐爪龙都属于驰龙类,这是一类小型的两足行走的肉食恐龙,它们的身体结构轻盈,头骨轻巧,有着大眼眶和眶前孔,牙齿侧扁,前后缘上有小锯齿。驰龙类最大的特征是有一长而直的尾巴,尾椎紧密连合,并由细长的、骨化的筋腱包围着,形成棒状的尾巴。驰龙的长尾一度被认为具有平衡作用,但现在有研究认为,长尾只能作上下摆动,其作用是节省能量,而这有利于驰龙的奔跑。

2007年,古生物学者特纳、马克维奇和诺瑞尔宣称,他们在一个来自于蒙古的伶盗龙化石的前臂(尺骨)处发现了羽茎瘤构造,这是伶盗龙长有羽毛的直接证据。羽茎瘤是次级飞羽羽茎附着之处,借助韧带固定在骨骼上。大多数现生鸟类都具有羽茎瘤构造,表现最为明显的是鸟类中那些矫健的飞行者,而那些已完全失去飞行能力的鸟类则通常都没有羽茎瘤构造。

这只伶盗龙活着时可能有1.5米长、约15千克重。将伶盗龙与现生鸟类作比较,无论从哪方面来看,伶盗龙都不具有飞行能力。看来伶盗龙的祖先已失去飞行能力,不过仍保留有羽毛,这些羽毛无论对于炫耀、保护巢穴、调节体温、奔跑时协助控制,都是相当有用的。

在中国辽西,继1996年首次发现带毛的恐龙后,又陆续发现了美颌龙类的中华龙鸟、虚骨龙类的原始祖鸟、窃蛋龙类的尾羽龙、镰刀龙类的北票龙、驰龙类的中国鸟龙和小盗龙。在它们当中,中华龙鸟具有很原始的羽毛结构,尾羽龙和小盗龙的羽毛和鸟羽非常相似,而驰龙类则可能代表着与鸟类关系最近的—类恐龙——想象一下这些身长约1.5米的恐龙们身披彩羽腾空而起的场面,那该是多么的绚丽动人!

这其中还有—些重要发现,如树栖生活的树息龙、四翼的小盗龙和足羽龙,后两者的后肢上附着很长的羽毛,如同增添了两个翅膀,被称为“有四个翅膀的恐龙”。身长约116米的毛茸茸的帝龙则证明了暴龙类的早期祖先是小型的,其后才慢慢进化为13米长。后来出现的暴龙,随着体形的增大和长出鳞片结节,羽毛逐渐消失。发现于2004年的一具保持睡眠姿势的寐龙化石也很有意思,寐龙的后肢蜷缩于身下,头埋在—个前肢下面,与现在鸟类的睡眠状态非常相似,这是首次发现死前处于睡眠状态的恐龙化石。

白垩纪的大型兽脚类恐龙则以“四大杀手”为代表,它们分别是北美的暴龙、亚洲的特暴龙、南美的南方巨兽龙和非洲的棘龙,它们的体长依次为12.5米、11米、14.5米和12米。它们不仅继承了侏罗世肉食恐龙的全副衣钵,而且更往极端发展,如暴龙的牙齿每颗竟长达20厘米,而棘龙的背部则撑起一个骨帆,这张帆从棘骨上长出,由一连串长长的棘柱支撑。

沦为食物的一般是鸟脚类,这也是一个极为庞大的类群,前面提到的禽龙就是其成员之一。最早的鸟脚类出现在早侏罗世的非洲,包括莱索托龙、异齿龙等。鸟脚类都是群居生活,其中最著名的要数鸭嘴龙类,它们的口中长着菱形的牙齿,组成齿板,上下颌齿板上的牙齿数量可多达2000多颗。有几种鸟脚类恐龙的外形相当奇特,如头上长有长角号形的副栉龙,头冠扁平呈茶壶形的赖氏龙,头插竖笛的青岛龙,戴头盔的冠龙,还有会养育后代的慈母龙,等等。

尽管“四大杀手”凶猛异常,但还是有那么几类植食恐龙在顽强抵抗,其中最著名的要数角龙类。在诸多影视作品中,三角龙与暴龙的决斗场面早已成为经典。角龙类基本上是群居生活的,有点类似现代非洲的野牛。角龙类的命名多因角的形态与数量而来,如小角龙、纤角龙、弱角龙、尖角龙、戟龙、短角龙、开角龙、牛角龙、独角龙、双角龙、三角龙、五角龙等。

进行顽强抵抗的植食恐龙还有甲龙类。从自卫手段上看,甲龙类已经发展到了顶点,它们全身披挂坚实的骨板与利刺,其中的结节龙科没有尾锤,甲龙科则有膨大的骨质尾锤。在对其甲板的研究中,德国波恩大学的沙耶尔博士发现,这些甲板有着复杂的显微组织,它们由无数的胶原质以3D的模式编造在一起。胶原质又称为胶原蛋白,其结构类似绳索,是由三条“多肽链”所组成的。如果把这些胶原质变成芳纶布纤维,就成了现在的“防弹背心”!这样的防弹背心不仅轻便,还有良好的柔韧性,其构造能吸收冲击的能量,并将其分散转移到其他纤维中去,最大限度地避免了“钝伤”。

植食恐龙最后的斗士是肿头龙类,这是一支全新的植食恐龙,它们的脑袋上覆盖着20厘米左右厚的骨板,脸部饰有骨质突起的棘状物,看上去面目狰狞。这种头颅构造有利于其在抵御外敌或求偶搏斗中成为赢家。

现在的主流观点认为,6500万年前,就在恐龙仰首阔步横行大陆不可一世之时,天外陨石给地球整个生态系统带来了一场大浩劫,绝大多数恐龙在随后的数十万年中缓慢灭绝,但其中一支可能进化为翼鸟存活了下来。其实,恐龙最令人着迷之处不在于它们的灭绝,而在于它们主宰地球的漫长时间——约1.6亿年之久!在如此长的时间里,恐龙给我们留下了太多的谜团:进化上大量的缺失环节,灭绝之谜,热血冷血之争,羽毛起源之谜,飞行之谜……

传统观点认为,恐龙是一群呆头呆脑的、行动迟缓的远古爬行动物,而近20年来,新生一代的恐龙学者登场,以新思维和新方法“复活”恐龙,在恐龙研究中引起了一场革命,也掀起了今天大众对恐龙的狂热。从一系列新的研究来看,恐龙不再是呆头呆脑的笨家伙,而是灵活、智慧的动物,其中一些还是有较高代谢的温血动物。更重要的是,从一定意义上说,恐龙没有灭绝,它们仍然飞翔在今天地球的天空!

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