恐龍懸念的最新解密

王文軒

對恐龍的描述始見于19世紀中期，當時人們把它們描繪成翻江倒海的海怪或大腹便便的豬形爬蟲。現在，我們了解得更多一些了，這是因為古生物學家正在挖掘出數量驚人的恐龍化石。芝加哥大學的古生物學家保羅·塞雷諾說：“每年都有六七種新的恐龍被歸類。”

雖然我們了解得更多，但恐龍仍然非常神秘。史密森學會的漢斯·迪特爾·休斯說：“我們對恐龍的無知程度令人慚愧。很多重要問題仍然沒有得到真正解答。”

現在，就讓我們來看看這些問題，以及可能引出答案的最新解密。

之一：恐龍為何能稱霸地球？

恐龍并不是第一種在陸地行走的脊椎動物。如果你能拜訪三疊紀時期的地球，你會遇到今天蜥蜴、海龜和鱷魚的祖先。人類的始祖———類似爬蟲的哺乳動物———也隨處可見。

科學家曾經認為，即使是最初期的恐龍，與其他動物相比也具有與生俱來的優勢。塞雷諾說：“我們想要尋找進化的邏輯———恐龍的成功必然有其原因。”但這種理論隨著新物種的發現而日益受到質疑。現在我們知道，盡管最早的恐龍出現在約2.3億年前，但它們在之后的三疊紀時期里一直數量稀少。塞雷諾提出了一個顯而易見的問題：恐龍成為主要物種為何花了這么長時間？

可能的答案是，發生在2.1億年前的一次大滅絕消滅了恐龍的競爭對手。科學家對導致這次大滅絕的原因還沒有定論，有人說是火山爆發所致，有人認為是另一次小行星撞擊的結果。

哥倫比亞大學的古生物學家保羅·奧爾森研究了美國東部和加拿大地區在三疊紀末期陸地動物的10 000余個足跡。他們發現，就在三疊紀末期，很多非恐龍的足跡突然消失了，恐龍足跡變得普遍起來。隨著恐龍足跡越來越多，恐龍的身體也越來越龐大，有的甚至增加了一倍。

之二：食草恐龍為何那么龐大？

有些脊椎動物（例如鳥）和哺乳動物，在幼年時長得很快，成年后就不再長大了。然而鱷魚和很多其他的爬行動物沒有這種初期的爆發力，相反它們的身體在整個生命過程中都緩慢生長。這種不同的生長模式會在骨頭上留下痕跡：快速生長的動物在幼年期骨頭不停長大，新骨頭形成時會毀壞一些舊的組織；而很多生長緩慢的動物的骨頭會形成樹木年輪一樣的印記。

骨骼化石中留下的痕跡會在顯微 鏡下顯形。例如，研究人員研究了8000

萬年前的鱷魚———身長可達15米的恐鱷———的骨化石。他們的結論是，它的成長方式就像今天的鱷魚一樣，會長50年甚至更長時間。

恐龍不一樣。加利福尼亞大學伯克利分校的古生物學家凱文·帕迪恩說：“它們的生長模式和典型的爬行動物不同。”例如，暴龍只用20年就能長成。個頭最大的恐龍更加異乎尋常：雷龍是脖子最長的食草動物，它只需15年體重就能達到25噸。帕迪恩說：“它們比今天陸地上的任何動物都長得快。”

大自然這項杰作后面的生理學原理仍然是個謎。同樣令人不解的是恐龍的體形如此龐大，而在其之前和之后出現的其他陸地動物都沒有接近過這種尺寸。一些研究者認為，也許是當時二氧化碳的濃度很高，令植被茂盛，足以為恐龍的龐大身軀提供食物。但這目前尚屬猜測。 之三：恐龍是恒溫動物嗎？

如果一條鱸魚游進冷水里，它的身體就會變涼；如果它游進溫水里，它的體溫就會升高。然而，如果將一只水獺放進冷熱不同的水中，它的體溫幾乎不變。動物的新陳代謝存在顯著差異，關于恐龍最突出的疑問之一就是它們同誰是一類？鱸魚還是水獺？

爬行動物是冷血動物。更準確地說，它們的新陳代謝速度很低，不能產生足夠熱量來保持體溫恒定。當人們最早發現恐龍時，古生物學家認為它們是超大號的爬行動物，這意味著它們一定也是冷血動物。然而30年后，人們開始對冷血動物的理論提出疑問。因為對恒溫動物鳥類的研究表明，它們是從恐龍進化而來的。頑固派辯稱，至少對大型恐龍來說恒溫并不是優勢，它們的身體可以通過陽光儲存足夠的熱量。與此同時，其他古生物學家設法從化石中尋找可靠的恒溫動物特征。目前，最有希望的線索來自對恐龍生長的研究。凱文·帕迪恩說，研究結果更符合恐龍是恒溫動物的理論。

帕迪恩說：“這些家伙保持了如今只有恒溫動物才有的迅速生長模式。除非出現其他證據，否則關于恐龍是恒溫動物的說法要合情合理得多。”

之四：食肉恐龍能跑多快？

以前去博物館的幾代人看到的都是懶洋洋地拖著尾巴的恐龍形象。但當恐龍是恒溫動物的說法占上風之后，三角龍和暴龍等龐然大物的步伐頓時被賦予了活力。由于三角龍的四肢比例類似犀牛，有些研究人員的結論是它們攻擊時就像全力沖鋒一樣。食肉恐龍的形象則宛如中生代的獵豹，其中暴龍的奔跑時速可達64千米。這種景象相當驚人，也令《侏羅紀公園》的書和電影成了熱門。

如今，科學家終于開始對這種恐龍形象進行生物力學測試。倫敦皇家獸醫學院的研究者約翰·哈欽森研究了暴龍的骨骼，為確定這種恐龍的肌肉形狀和大小尋找線索。他說：“我從解剖學入手塑造暴龍的形象，而不是直接采納《侏羅紀公園》里的形象。”

哈欽森最終制造出了一只虛擬的暴龍，并計算出它快速奔跑時需要多少肌肉。他發現，每條腿需要的肌肉占暴龍肌肉總量的40%。哈欽森得出結論說，暴龍根本不可能每小時跑64千米。

哈欽森還不能確切說出暴龍能跑多快，但他認為時速40千米可能就是極限了。此外，他認為暴龍也沒有快跑的必要。“我認為它們沒有理由跑這么快，尤其是考慮到它們的獵食對象是多么龐大笨重。我設想的當時的生態系統可不是方程式賽車。”

之五：為何有些恐龍進化出羽毛？

第一枚羽毛化石是1861年在德國一個石灰石采石場發現的，工人們挖出了一只生活在1.45億年前的鳥———始祖鳥。它仍然保有其爬行類祖先的某些特征，例如喙中有牙齒，翅膀末端有爪子以及長尾巴等。但至于哪種爬行動物是它的祖先，科學界已經激烈辯論了一個多世紀。

20世紀70年代，越來越多的古生物學家認為鳥類是活著的恐龍。他們指出，鳥類骨骼的很多特征可以在奔龍身上找到。他們提出，羽毛可能是奔龍最先進化出來的，但由于羽毛很少形成化石，這種假說難以得到驗證。

時至今日，已經有十幾種有羽毛的無翼恐龍的化石在中國東北出土。最令人驚奇的是，這些化石中除了與奔龍相關的獸腳類食肉恐龍外，還有暴龍的前身。帕迪恩說：“羽毛不是為了飛行而進化出來的。”

現在人們還不知道恐龍進化出這些原始的羽毛做什么。在它們進化的初期，羽毛可能用來吸引交配對象或幫助識別種群。如果暴龍和其他食肉恐龍進化成恒溫動物，羽毛也可能起到減少身體熱量損失的作用。

之六：一些恐龍為何開始飛翔？

恐龍要飛起來需要的可不僅是羽毛，還要進化出鳥類扇動翅膀所必需的特別的骨骼和肌肉結構。傳統上，古生物學家提出了兩種設想可供選擇，即飛行是在從樹上飛下或從地上飛起來的過程中學會的。

在“飛下樹”的說法中，能爬樹的恐龍需要跳到地面或其他樹上。它們展開的前肢上的羽毛幫助它們跳得更遠。后來，它們的后代成了滑翔動物，最后開始扇動翅膀。在“飛上天”的說法中，已經適應了在陸地奔跑的小型獸腳類食肉恐龍不知何故進化出了飛翔的動作———可能是用爪子抓取獵物的過程中進化出來的。

漢斯·迪特爾·休斯說：“這是一種錯誤的二分法。”近年來科學家已經發現了一些很小的、也許能爬樹的有羽獸腳亞目食肉恐龍。與此同時，蒙大拿大學的肯·戴爾發現，鵪鶉能夠在垂直表面向上奔跑。在這些鵪鶉奔跑時，它們會拍打翅膀，翅膀就像跑車上的擾流板一樣，讓鵪鶉貼緊垂直的表面。

這些發現令考古學家開始重新看待有羽毛的恐龍。可能其中一些恐龍當時已經能飛了，即使只能飛起一點點。

之七：恐龍是群居動物嗎？

有些動物是獨行俠，有些動物成群結隊地生活；有些產完卵后就一走了之，有些會哺育幼崽很長時間。但與研究當代物種不同的是，古生物學家無法坐在山坡上用望遠鏡觀察恐龍的社交生活，他們必須從化石中找到線索。

這是一個艱難的過程，因為同樣的化石可以引出很多不同的結論。盡管如此，古生物學家現在普遍認為，至少部分恐龍種族是群居的。美國西部地區留下的恐龍足跡似乎從北部貫穿南部，表明它們甚至曾經集體進行過長途遷徙———可能是為了尋找新鮮植被。

至于恐龍如何哺育幼崽，古生物學家可以觀察它們的近親：鱷魚和鳥類。鳥類會孵蛋并精心照顧破殼后無力獨自生存的幼鳥，但鱷魚對子女就沒那么關心了。休斯說：“母鱷魚幫助寶寶們下水，但幾天后它們就得獨自謀生了。”

視種類不同，恐龍似乎分屬這兩個極端。古生物學家在阿根廷發現了蜥腳類恐龍的巨大孵蛋窩，恐龍蛋似乎被埋在潮濕土壤中并覆以植物。但他們在另一個遺址又發現一只獸腳龍坐在自己的蛋上，就像鳥臥著孵蛋一樣。2013年，古生物學家找到了父母關愛的確鑿例證：他們發現一只小型食草恐龍與34只幼年恐龍坐在一起。至于這34只小恐龍均為它的孩子還是屬于某個群落的一部分，人們無從判斷。

之八：為何三角龍和它的近親長得那么怪？

三角龍的面部有三只角，還有從頭后面延伸過來的骨質褶皺。人們很容易聯想到，這種動物可利用褶皺阻礙食肉動物對自己脖子的噬咬，或者用角抵擋對方的進攻。但這種畫面很可能只是虛構。美國自然歷史博物館的馬克·諾雷爾說：“所有古生物學家都排除了用角和褶皺防御的可能性。它們都不夠強健，而且我們也沒發現大量折斷的角。”

古生物學家在腫頭龍身上也有過同樣的經歷。腫頭龍是一種兩足食草恐龍，頭骨上有一塊拱形的厚骨頭，形成了圓丘形的凸起。數十年來，古生物學家都鐘情于這種理論：雄性腫頭龍會像現在的大角羊一樣頂撞頭部。但進一步研究發現，這個凸起上是血管豐富的組織，狠狠撞一下會令腫頭龍受重傷。

帕迪恩認為，自己能解釋這些褶邊、角、頭部凸起以及其他恐龍身上奇怪裝飾的作用。帕迪恩說：“這些頭冠、角和其他東西與機能無關，它們是為了種族區分而出現的。”這些特征可以讓動物們避免與血緣關系很近的物種雜交。帕迪恩提出，在恐龍當中，種族徽記很普遍。例如，三角龍屬于一個名為角龍的大種群，下屬的很多恐龍族系都長有骨質褶皺和角，但形狀和大小迥異。你可以推測有很多不同族系的角龍生活在一起，并因此進化出了比獨立生活的恐龍品種更豐富的裝飾。

之九：是什么殺死了所有恐龍？

鳥類可能是活生生的恐龍，但它們只是特例。所有不帶翅膀的恐龍都滅絕了，同時還有75%的其他物種———這是一場席卷了陸地和海洋的大滅絕。

發生了什么事？首先，在白堊紀末期，一顆直徑10米左右的小行星在墨西哥灣處與地球相撞。它的撞擊留下了很多痕跡。

一些研究者認為，小行星撞擊地球引起的一系列環境變化在很短的時間內導致了恐龍的滅絕。撞擊的殘骸像流星雨一樣在地球各處墜落，引發了普遍的野火。厚厚的灰塵可能讓地面不見陽光達數月之久，酸雨可能殺死了所有植物和海洋生物。由于食物供應中斷，大多數恐龍滅絕了。鳥類幸免于難也許是因為少數鳥恰好躲在洞穴里或巖堆下。

當這種假說在20世紀80年代出現后，盛行一時。諾雷爾說：“15年或20年前，人們可能會說：‘哦，就是因為那顆小行星。現在，所有人雖然都同意小行星撞擊確實存在，但它在大滅絕中的作用正在遭到質疑。”加拿大和英國研究者組成的小組研究了北美的六處地點，沒有發現6500萬年前的煙灰痕跡，這讓他們懷疑撞擊是否導致了全球性的火災。小行星撞擊只是白堊紀末期生命遭受的幾大打擊之一。當時氣候正在變冷，海平面不斷下降，火山噴射著熔巖和很多改變大氣的氣體。諾雷爾說：“當小行星撞到地球時，整體來說生態系統并不怎么好。”

無論小行星是否罪魁禍首，古生物學家還遠不能解釋為何這場大滅絕偏偏殺光了物種中這個特定的群體。休斯說：“這似乎講不通。它有選擇地‘點射所有恐龍，卻留下了混雜其中的其他動物。為何恐龍消失了，但鱷魚和其他大型爬行動物卻幸存至今？這是這場大滅絕一直未能解開的謎團之一，也正是令它充滿魅力的原因之一。”（張小寧插圖）