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恐龙时代有多长:恐龙时代,1.5亿年前地球是它的统治地盘

人气:166 ℃/2024-03-27 08:07:33

鸟类是恐龙的后代这一观点,最早是由被称为“达尔文的猎犬”的进化论的坚决捍卫者赫婿黎在100多年前提出来的。

赫婿黎于1825年生于英国。由于家境较为贫困,他只在8岁到10岁之间受过两年正式教育。他成为科学家几乎完全是靠刻苦的自学。他曾长期地乘船到国外的许多地方旅行,在旅行中发展了自己的才能,成为一名博物学家。他的工作异常惊人,一生撰写了150多篇研究论文,其内容相当广泛,涉及动物学、古生物学、地质学、人类学和植物学等各个领域。他还编写了10种科学教科书、论文集,发表了许多关于教育、宗教和伦理学方面的争论性文章。

在1868年的一次皇家学会特别通俗讲座中,为了说明设计进化论的一些古生物学问题,赫婿黎阐明了他的观点:如果各种动物都是来自同一祖先,那么在鱼类和爬行动物、爬行动物与哺乳动物等这样的纲之间一定有很大的空白。他解释说,肯定曾经存在过一些承上启下的环节填补在这些空白里,但是由于他们绝灭了,所以在现代生物中就没有了。但是一些古生物化石却能够起到填补空白的作用。例如,在爬行动物和鸟类之间看来是有一个大空白,但在德国巴伐利亚的索伦霍芬发现的始祖鸟就确实是一种生活在侏罗纪时代的半爬行动物半鸟类:它有羽毛,但又有牙齿,有很长的尾椎骨和指。由于鸟类是用后肢跳跃和行走的,而当时所知道的直立的禽龙以及与它同源的动物的两条后肢“惊人地近似”于鸟类,这为赫婿黎提供了鸟类祖先的第一条线索。在巴伐利亚板岩矿床发现的与始祖鸟生活在一起的小小的美腭龙,身长只有150厘米左右,后肢又细又长,外观、大小和形态更接近早期的鸟类,因此自然地被认为与鸟类有亲缘关系。

赫婿黎还讨论了有关发现于美国康涅狄克州和马萨诸塞州的三叠纪新红砂岩层中的“鸟”的脚印的问题。那些脚印化石是在康涅狄克河的一段切割河谷中发现的,是一些大大小小的三趾和四趾的两足行走动物留下的,当时的许多学者都认为它们是各种鸟类的脚印,最早的发现者希契科克把它们取名叫“鸟印石”。

赫婿黎认为,较小的脚印是鸟类留下的,但很多遗迹(特别是巨大的三趾印痕)是恐龙的足迹。而且,正是因为人们很容易把这些鸟类和两足行走的恐龙的足迹搞混,也就使得鸟类和恐龙类之间的相似性更加突出了。

现在我们知道,所有那些脚印都是远古时代的爬行动物和两栖动物留下的,当时鸟类还没有出现呢。但是就当时人类的知识水平而言,赫婿黎能够由这些脚印而推测出鸟类与恐龙有亲缘关系,这是他把古生物学引向成为进化论佐证的一个重大成果。

日前,美国自然历史博物馆发布消息称,该馆将展出“世界最大的恐龙展”。不少恐龙爱好者非常好奇这些“大家伙们”到底要吃多少才足以让它们如此巨大,而我们的问题则是———

恐龙是如何交配的?

古生物学家对于恐龙是如何交配这个问题了解甚少,因为现今能看到的一般是恐龙化石,而化石上几乎无法留下软组织。专家们也是在数年前才研究出如何判断恐龙化石的性别———雌性恐龙拥有能够促进蛋壳形成的“钙元素储存器官”骨髓骨层。

恐龙很有可能像大多数鸟类和爬行类动物一样,拥有一个单排口泄殖腔———为粪、尿与生殖细胞共同排出的地方。如果是这样的话,我们可以推测,雌雄恐龙在交配时互相对准它们的泄殖腔,然后公恐龙的阴茎进入母恐龙的泄殖腔进行交配。不过,公恐龙也有可能没有阴茎,若是这样的话,它们就可能跟一些鸟类一样,通过喷出精液到母恐龙的泄殖腔,从而进行繁殖———专家们将这种交配方式称为“泄殖腔亲吻”。

不过这一切都是推测,古生物学家只能猜测交配的体位、持续时间和动作。也有看法认为,此次展出的庞然大物———60英尺长的马门溪龙可能是采用背入式进行交配,就像现在的长颈鹿和大象一样。

恐龙在其发情求偶期也有自己独特的身体特征表现。去年,有生物学家表示,翼龙的头冠和盘龙的背帆这类鳍片可能是当年它们在求偶过程中所使用的身体特征,因为随着年代的进展,它们的这一部位变得越来越大。一些专家认为,诸如迷惑龙(也曾称为雷龙)这样的蜥脚类恐龙,那长长的脖子是用来吸引异性而非用来采吃高树上的树叶,而雄性三角恐龙则是将角互锁撞挤以争夺异性。

不过,我们对于恐龙实际进行交配的性器官了解甚少。现代动物中属于恐龙“亲戚”的,其雄性的阴茎长度和身体比例不一,范围很广,很难推论出很可靠的情况。以公鸭为例,一些公鸭的身长只有两英尺,但它的阴茎就有7英寸长;而身长可达15英尺的鳄鱼则仅有4英寸的阴茎。如果按这些比例推算40英尺长的暴龙,那么,它的阴茎长度可以从10英寸到12英尺不等,数据覆盖范围实在太广了。

古生物学家也一直在研究恐龙的交配姿势,但至今尚未有确切定论。即使那些巨型长颈恐龙的交配姿势有可能像现在的长颈鹿一样,但在关于它们交配时头部的姿势这一方面尚有争议。有专家认为,雄性巨型长颈恐龙如果让自己的头部长时间高离地面的话,很难维持足够的大脑供血,所以在交配时必须采用抬高盆骨、压低脖子的姿势。不过也有专家认为,在它短暂的“高潮”来临时,它同样会骄傲地抬起头。

接下来就是体重的问题了,要知道,最大的恐龙重量可达10万磅。因此,小部分古生物学家认为,恐龙可能是在水中进行交配的,这样,浮力可以减轻公恐龙在母恐龙身上的压力。

也有学者批评这种背入式的假设说法。一些学者指出,一些雌性恐龙的背部长满了尖刺、脊状物和硬壳,因此采用背入式既不太舒服,也不太可能。这些古生物学家认为,恐龙有可能是侧身躺下,然后腹部相对地进行交配,或者各朝相反方向背对背地交配。也有可能是,雄性恐龙将三条腿搭在雌性恐龙身上,然后尾巴缠住雌性恐龙的尾巴进行交配。

新快报(黄子虹)

恐龙为什么体型巨大

距今约1.5亿年前,地球上的统治者是恐龙,而其中的主角则是蜥脚类恐龙。蜥脚类恐龙是一种草食恐龙,身长最大的超过30米,脖子和尾巴很长,粗壮的四肢支撑着如酒桶般的身躯,这个家族中还包括了粱龙、腕龙、雷龙。

体现自然选择的矛盾

长期以来,生物学家对蜥脚类恐龙前所未有的庞大身躯充满了种种困惑。它们怎样具有如此庞大的体型?地球上其它陆地动物为何达不到如此“吨位”?现在,地球上最大的陆地动物是非洲象,重量不过在6吨左右。即便在恐龙家族,蜥脚类恐龙也属于重量级。成年霸王龙重量只有7吨,而最大的非蜥脚类恐龙、称为巨型山东龙的中国恐龙重量也不过16吨。

在德国波恩大学古生物学家马丁·桑德(Martin Sander)公布他的研究结果之前,这些疑问一直没有令人信服的答案。桑德说:“在恐龙体态演变问题上,我们现在的理论条理更清晰。”过去六年,桑德领导一个国际科学家小组一直在破解蜥脚类恐龙之谜。他们的研究结果表明,蜥脚类恐龙具有许多独特的生物特征,在这些特征的共同作用下,它们拥有了无与伦比的庞大身躯。

桑德的研究是从19世纪古生物学家爱德华·德林克·科普的观察结果开始的。科普注意到,动物的躯体随着进化发展而增大,这一理论被称为“科普法则”。中国北京脊椎动物古生物学与古人类学研究所科普法则专家戴维·霍尼(David Hone)认为,体型庞大具有许多进化优势。他解释说:“它们不易成为捕食对象,在寻找食物或交配对象时比竞争对手更有优势。我们还知道,大型动物一般更易遭遇灭绝的威胁。”

面临更多挑战

与身躯娇小的动物相比,大型动物吃得更多,繁殖速度更慢,一旦遇到困难或食物短缺,会面临更大的问题。美国布朗大学古生物学家克里斯丁·贾尼斯(Christine Janis)说:“像巨犀这样的身躯庞大的哺乳动物,它们的化石记录历史更短,而身躯娇小的哺乳动物的化石记录则更久。”所以,一方面,自然选择促使动物身体越长越大,另一方面,动物因走上这条道路而得到惩罚。这种对立力量之间的均衡避免大多数陆地动物的体重超过10吨。

体型庞大还带来其他一些问题。它们如何支撑自己庞大的身躯?身体所需要的食物和氧气又从哪里来?蜥脚类恐龙以其特有的方式克服了上述所有的挑战。蜥脚类恐龙最早出现在距今约2.2亿年前,很快长成了庞然大物。已知最早的蜥脚类恐龙是距今2.1亿年、15吨重的伊森龙。

20世纪90年代,贾尼斯的研究发现,蜥脚类恐龙身躯庞大的一个重要因素是其独一无二的繁殖方式。同所有的恐龙一样,蜥脚类恐龙也下蛋。贾尼斯解释说:“哺乳动物体型越大,后代就越少。但是,大型恐龙可以同时拥有许多蛋和幼仔。虽然恐龙体型在不断增长,可幼仔的数量并没有减少。”

类似年轮的生长线

大象每四年产下一头幼仔,而在同一时间段,恐龙可以下数百个蛋。这样一来,蜥脚类恐龙就可以消除因其身躯庞大带来的一个危险。数量是蜥脚类恐龙在面临危机时,相比于大型哺乳动物具有更快反弹的潜力。支持贾尼斯这一论断的证据来自于对恐龙蛋化石的研究。蜥脚类恐龙留下了令人吃惊的恐龙蛋和窝的详细记录,有时里面还有保存完好的胚胎。恐龙蛋一般有鸵鸟蛋大小,一窝八个蛋。

蜥脚类恐龙巢穴并没有显露出亲代抚育的迹象,这进一步增强了成年蜥脚类恐龙繁殖更多后代的能力。但是,下蛋和缺乏亲代抚育并不能完全解释下蛋和不照顾幼仔的原因。于是,桑德又从其他方面入手欲进一步揭开这个谜团。他发现,身躯庞大似乎可以让蜥脚类恐龙生长速度更快。为了解恐龙增长速度,桑德研究团队利用显微镜对恐龙骨骼进行了检查。

大多数恐龙的骨骼上都有类似树木年轮的生长线(growth line)。根据桑德最后得出的结论,蜥脚类恐龙的新陈代谢很快,使它们可以相对快速地获得庞大体型。他说:“其它类型的恐龙都没有蜥脚类恐龙这么高的增长速度。”桑德的研究小组对一种重达30吨、名为马门溪龙的亚洲蜥脚类恐龙进行了研究,研究结果表明这种快速的生长可以转化为惊人的体重增加。马门溪龙一年的体重最多可以增加2吨。相比之下,非洲象一年体重不过增加200公斤。

与鸟类一样复杂的肺泡

生长速度快当然有很多好处,可一旦动物拥有庞大身躯,它们如何应对身体和生活方式的需要?蜥脚类恐龙全都符合相同的基本身体构造:脖子长,脑袋小,庞大的体型如酒桶一般,腿部粗壮结实。桑德及其他研究人员认为,蜥脚类恐龙独特的身体结构是其具有庞大身躯的重要原因。

20世纪80年代,芬兰赫尔辛基大学的杰伊·霍坎南(Jyrki Hokkanen)揭开了这个问题——如何支撑和移动庞大身躯——的谜底。通过分析大型动物的骨骼和肌肉力量,霍坎南发现,即便是体型最大的蜥脚类恐龙,它们的躯体也远未达到理论上限。他说:“腕龙的体型起码是别的恐龙的好几倍,但仍在陆地上行走。”所以,尽管大型蜥脚类恐龙笨重不灵活,但这一缺陷并没有抑制它们向更大的身躯发展。

一个相关问题是大型蜥脚类恐龙如何获得足够的氧气。2003年,美国俄克拉何马州萨姆诺贝尔自然历史博物馆的马休·威德尔(Mathew Wedel)破解了这一谜团。威德尔发现,蜥脚类恐龙的肺部像鸟类一样。鸟类的呼吸效率远远超过哺乳动物。蜥脚类恐龙吸气时,空气充满肺部和体内的肺泡。也就是说,蜥脚类恐龙肺部的新鲜空气会不停流动,每次呼吸获得的氧气量是哺乳动物的2.5倍。威德尔说:“蜥脚类恐龙拥有一套肺泡系统,且它们同鸟类的肺泡一样复杂。”

恐龙时代的精英

蜥脚类恐龙独特的身体结构则解释了这种80吨重的庞然大物如何可以获得足够的食物。当今地球上最大的陆地动物都是食草动物,靠吃进大量没有营养的植物生存。这便要求食草动物不停地吃下去。例如,大象一天当中有18个小时在吃东西,每天消耗掉200公斤的植物。按照这些大型食草动物的标准,蜥脚类恐龙要吃饱一天至少要吞下1吨植物,它们怎么能做到这一点?

桑德发现,蜥脚类恐龙像长颈鹿一样的脖子和小脑袋此时起了关键作用。脊椎轻可以让蜥脚类恐龙的脖子长得更长,增加了捕食范围。如此一来,蜥脚类恐龙站着不动,它们的脖子照样可以上下左右觅食,从而节省了体力。此外,蜥脚类恐龙不是咀嚼食物,而是用挂钩似的牙齿将枝叶从植物上咬下来,整个吞入腹中。

正是由于独特的繁殖和生长方式及身体机构,蜥脚类恐龙才能克服庞大身躯带来的诸多限制。毫不夸张地说,蜥脚类恐龙就是恐龙时代的“精英”。

据英国《新科学家》杂志报道,新浪科技(孝文)

马门溪龙的长脖颈用于博得异性欢心

马门溪龙被称为恐龙家族中的长颈鹿,这种食草性恐龙的脖颈和尾部长度是其身体的两倍。虽然许多人们认为包括长颈鹿在内的长脖颈动物都是为了获得较高树木的食物而进化形成的,但是古生物学家称,马门溪龙的长脖颈却是源自配偶选择。

塞里诺称,长颈鹿有一个奇特的动作,配偶之间喜欢将彼此的脖颈缠绕在一起。我认为这很可能就是马门溪龙长着如此长脖颈的秘密所在。

食肉牛龙:长着公牛角,前肢却异常短小

食肉牛龙是一种外形看上去十分凶猛的恐龙,同时它也是让古生物学家迷惑不解的物种。它的外形看上去十分凶悍,体长25英尺的它长着像公牛角一样的突起,下颚像一个盒子,锋利的牙齿露了出来。然而尽管它长着很大的肩胛,其前肢却非常细小。

英国曼彻斯特大学古生物学家菲尔-曼宁(Phil Manning)说:“它长着较短的头骨,看上去就像某人用煎锅将它的脸部砸平了。虽然它长着巨大的肩胛骨,但在肩胛骨末端却长着巨大的前肢,而且非常地小。食肉牛龙是外形最为奇特的恐龙物种之一。”

副栉龙头骨长着香蕉状隆起

副栉龙是科幻电影《侏罗纪公园》中出现的一种恐龙,它是恐龙王国中最为奇特的物种之一,它长着一种类似香蕉形状的头冠结构。

曼宁指出,副栉龙的确非常奇特,其头部长着膨胀的头骨,在其头骨后部长着一个长得像香蕉一样的隆起。这种香蕉形状头冠引起了科学家们的激烈讨论,一些人认为这可以提高副栉龙的嗅觉能力,或者帮助调控体温;另一些人认为这种头冠可以传递声音信号。

三角恐龙的三个角是求爱炫耀和建立领地的工具

三角恐龙的头部有3个角,这一奇特结构成为科学家具有争议的话题。科学家们通常认为三角恐龙的角可以保持它们的脖颈,或者在搏斗中成为致命武器。但目前许多人认为这3个角只是求爱期炫耀自己和建立领地统治权的工具。

棘背龙是“炫耀野性进化”的实例

棘背龙体长达到60英尺,它是最大的食肉恐龙物种之一,甚至比可怕的霸王龙还要大。但是古生物学家颇为不解的是,棘背龙背部长着5英尺长的鳍状突起,其作用是什么呢?

美国芝加哥大学古生物学家保罗-塞里诺(Paul C. Sereno)说:“这种帆状鳍可使它的体重增加,使它更容易被猎物所嗅觉,但这种结构对于它而言并不占据优势。因此,我认为这种身体结构只是一种身体炫耀,它试图在证明:‘嘿!我可以长着5英尺长的帆状鳍,我十分健康,我比你的体型更大!”

塞里诺和他的同事认为这种巨型鳍状结构的作用有助于在建立领地时树立其强势形象,并能够吸引异性。他指出,我们在恐龙化石挖掘中再没有发现类似的奇特结构,它们是“炫耀野性进化”的实例!

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