恐龍是如何XXOO的？

在美國芝加哥奧黑爾國際機場，我看見了一具高聳壯觀的恐龍骨骼，這是一個來自芝加哥田野博物館的復制品，我停下腳步，開始打量這個史前巨獸—腕龍，它是人類發現的最大的恐龍之一。我也在思量，當這個26米長的巨無霸復活，巨大的骨骼內重新填滿器官、肌肉，再覆上皮膚時，會是什么情景？這時，我的大腦里突然蹦出一個奇怪的想法：如此龐然大物是怎么交配的呢？

恐龍性別如何判斷

生物交配很難通過化石的形式保存下來。目前已知的相關化石記錄包括一對4700萬年前的龜類和一對3.2億年前的鯊魚，它們都是在交配時被迅速掩埋而變成化石的。不過，目前還沒有發現任何一對死在浪漫擁抱時的恐龍化石。

為了研究恐龍的私密部位，科學家不得不從現存的與它們親緣關系最近的鳥類與鱷類入手。鳥類可以算是活的恐龍，它們于1.5億年前從恐龍的一個分支中演化而來，并頑強存活至今。鱷類，是現存與恐龍和現代鳥類關系最密切的生物類群。鳥類和鱷類的共同特征也可能出現在恐龍身上，其中一個在鳥類和鱷類的兩性中都存在的性狀是：它們都具有泄殖腔，這是軀體最末端的一個空腔，綜合了生殖、排尿和排便的功能。根據這點，我們可以推而廣之，恐龍很可能也具有類似器官。

要重現恐龍的交配行為，就需要對它們的生殖器官有更多了解。科學家得先識別雌雄，而在缺失生殖器化石證據的情況下，這事說起來容易做起來難。長時間來，研究者一直在尋找在沒有軟組織的情況下就能區分兩性的骨骼證據。尋找那些體內還懷有恐龍蛋的雌性恐龍化石是一個可以明確鑒別雌性恐龍的方法。比如2005年，科學家在中國江西贛州附近，發掘出了一具帶有兩枚尚未產出的恐龍蛋的竊蛋龍化石。

不過，研究者還有一個選擇。2000年，一個特殊的暴龍化石的發現，揭示了一個也許能識別雌雄恐龍的新方法。一些鳥類處于產卵期時，后肢的股骨骨髓腔里，會產生一種薄薄的組織層，稱為“髓質骨”。該組織富含鈣質，能為蛋殼的生成貯存原料。北卡羅來納大學的瑪麗·H·施魏澤檢查這個暴龍化石的股骨時，發現了髓質骨，因此，可以認定這個暴龍化石是雌性的，并且是在懷孕時死去的。

美國中西部大學的安德魯·李和加利福尼亞大學伯克利分校的薩莎拉·韋寧通過研究發現，恐龍中存在生長迅速和較早性成熟的跡象。李和韋寧認為，快速的生長率和較早性成熟，可能說明恐龍是在危機四伏的環境中艱難生存，它們不得不通過早育的方式，盡快繁衍下一代以維持種群的延續。幼年的哺育對那些體形最為龐大的恐龍尤為重要。如果一頭24米長的恐龍，如迷惑龍，需要數十年才能長到性成熟，那么只會有極少數個體才能幸存并生育。李和韋寧估計，在達到它們體形的最大值之前，這些恐龍就早早地開始交配了，年齡可能是在19歲之前（十幾歲的恐龍還非常年輕）。

恐龍如何異性相吸及相愛

在交配之前，恐龍得先吸引異性。古生物學家懷疑過，恐龍許許多多夸張的裝飾，比如頭冠、棘刺、骨板、角和羽毛，是否都是為了吸引異性。蜥腳類恐龍長長的脖頸，可能也具有類似的功能。肯特龍通過展示骨板和尾刺來吸引異性，蜥腳類的雌性阿瑪加龍可能會關注雄性脖子上最長的頸刺。它們各自具有迥異又夸張的特征，因而它們的交配姿勢也可能多樣而復雜。

這使得一切又回到了我在奧黑爾國際機場看見那個腕龍骨骼復制品時所想到的問題：恐龍在向異性展示完后，它們到底是怎么交配的？具體情況取決于對恐龍身體受力的計算和分析。

已故英國古生物學家貝弗利·霍爾斯特德提出，雄性恐龍需要壓在雌性恐龍身上以便于交配受精。但他認為，恐龍交配的情形應該不同于大象和犀牛，而更像蜥蜴和鱷類。他推測，雄性將一條后腿搭在雌性背上，這種方式能讓它將臀部置于雌性尾巴下方，使兩者的泄殖腔緊貼著。尾巴較長的種類可能會將尾巴交纏在一起，體表直接接觸可以獲得更多刺激，就如一些蛇類交配時相互緊密纏繞對方身軀一樣。

對于這類“標準解釋”，我不大贊同。蜥腳類恐龍根本不可能做到他們預想的那種“傳統”姿勢，因為它們的腿和尾巴根本做不出那么大角度的彎曲。即使像異特龍這樣的雙足行走的食肉恐龍，也需要足夠好的平衡能力和配合，才能完成這樣的交配動作。在紙上畫一張恐龍纏繞在一起的交配圖很容易，但沒人測試過這些假說是否與實際的骨骼情況有沖突，或分析一下其他姿勢的合理性—雌性恐龍在交配時是否會躺下？伴侶間是否會相互支撐？

具有骨板和尾刺的劍龍類恐龍可能是最令人費解的一個類群。比如肯氏龍，它們是我們所熟知的劍龍的表親，這種身披骨板的恐龍在背部和臀部處具有巨大的棘刺，在雄性看來，這些棘刺肯定非常危險。我詢問我的古生物學家朋友、柏林自然博物館的海因里希·馬里森，請他幫我用計算機分析肯氏龍采用背入式體位進行交配的可能性，馬里森用三維立體成像展示了各種恐龍可能的交配情況，結果顯示，傳統姿勢不適合肯氏龍。如果雄性肯氏龍想將腿搭在處于蹲伏狀態的雌性背上，那么它將會被鋒利的棘刺閹割。一根恰到好處的、位于臀部附近的棘刺將使追求者從內心深處感到恐懼。因此，這些帶刺的恐龍肯定還有其他的交配方式，也許是雌性側躺下，而雄性則站立著，將軀干擱在雌性的臀部及大腿附近。毫無疑問，其他屬種的恐龍會采取不同的姿勢。通過使用新技術來研究這些古老的骨骼化石，科學家將開始了解，在恐龍主宰地球的時代，它們是如何延綿不息的。

（更多內容，請見《科學美國人》中文版《環球科學》2013年5月號）

科技史 昨天的科學報道

1913年4月

為后燃料時代做準備

全世界的煤礦再過一兩百年就會耗盡。屆時，我們要從哪里獲得驅動工業之輪的能量呢？答案就是駕馭自然。早在我們評估礦產儲量、決定量入為出之前，科學的夢想家們就已經在思考自然力能否為人類所用了。我們已經在廣泛使用的是水力，也就是所謂的“白色煤炭”。其中，潮汐為我們帶來了一些電力，波浪也提供了一些。看看投資者為將來的引擎所做的努力是頗有意思的。本期封面（1913年4月《科學美國人》，見插圖）就是一個典型的裝置（當時正在威尼斯安裝），它是從幾百個專利中隨機挑選出來的。

（根據《科學美國人》中文版《環球科學》2013年第4期“經典回眸”欄目）

新知科技改變生活

【干細胞移植恢復記憶與學習能力】：美國科學家首次引導人類胚胎干細胞分化，將得到的中間細胞注射進老鼠體內，這些細胞形成了兩類重要的神經元，成功幫助老鼠恢復學習和記憶能力。這項研究發表在最新一期《自然·生物技術》上，將為神經疾病的藥物篩查和新藥發現創建研究模型。via 環球科學雜志社

【英國推出世界最大六腿機器人】英國漢普郡一名設計師制造出一個適合所有地形的1900公斤重的六條腿步行機器人。設計師稱，這是世界上最大的全地形六足機器人。它由一臺2.2公升的渦輪增壓柴油發動機提供動力，站起來有2.8米高，可用六軸“身體姿態控制”適應各種地形。

Via 科學探索