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引言

哪種恐龍最大?哪種恐龍最小?而最古老的又是哪一種呢?……絕大多數(shù)的孩子(以及很多成人)都曾提過這些問題。想要回答這類問題從來都不是容易的事,放在今天更是如此:接連不斷的新發(fā)現(xiàn)會推翻之前確定的觀點(diǎn),使之變得老舊過時(shí)。當(dāng)下,古生物學(xué)是一門正在以前所未有的速度發(fā)展的學(xué)科。如果你不想讓自己滯后于前沿知識,就需要時(shí)刻關(guān)注最新動向。每年發(fā)布的大量科技研究新成果到達(dá)了一個(gè)個(gè)新的高度:短短幾年內(nèi),在恐龍古生物學(xué)(恐龍學(xué))領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)生了一場真正的革命。知識更新的速度是如此之快,以至于如果你買一本1995年的恐龍書,就像看一冊2005年的舊式黃頁一樣落伍。

在這種情況下,我們必須持續(xù)關(guān)注所有關(guān)于這些奇妙生物的最新公布的信息。數(shù)年里,我們查閱過成千上萬篇科學(xué)論文;造訪過各類博物館;翻看過數(shù)不勝數(shù)的博客、論壇和社交網(wǎng)站——里面有眾多關(guān)于哪種恐龍最大或最小的非常有意思的爭論;甄別過存在虛假數(shù)據(jù)的各類紙質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)百科全書中的有效信息(盡管公正來說,這種情況正在一天天改善)。我們發(fā)現(xiàn),只有極少數(shù)正式論文給出了本書所涉及問題的答案,甚至著名的《吉尼斯世界紀(jì)錄大全》幾年前都刪除了關(guān)于恐龍的章節(jié),就是因?yàn)椴荒軡M足符合事實(shí)的要求。所有這些因素讓我們下定決心,搜集截至2016年的最新數(shù)據(jù),寫就一部關(guān)于恐龍大紀(jì)錄的著作。

起初,我們想要把恐龍的所有種類全部匯集到這一本書中,但我們注意到,這需要大約900頁的篇幅,因而我們只能從第一卷開始著手,聚焦獸腳類恐龍和其他形類恐龍大紀(jì)錄。今后,我們將繼續(xù)編寫蜥腳類和鳥臀目恐龍大紀(jì)錄。

本書以盡可能詳備的方式,回答了大量與獸腳類恐龍相關(guān)的各類紀(jì)錄的問題。除此之外,每一個(gè)紀(jì)錄和數(shù)據(jù)都附有參考書目,以便任何一個(gè)讀者都能夠證實(shí)或擴(kuò)充本書所介紹的信息,讓本書更為真實(shí)可靠。

另一方面,在閱讀過程中,讀者將看到許多表格,其中包含了大量分散在浩繁科學(xué)論文中的新舊資料,例如,多種現(xiàn)存和已滅絕動物的咬合力列表。我們不僅收集了已發(fā)布的數(shù)據(jù),還通過獸腳亞目恐龍的估測體型,進(jìn)行了很多計(jì)算。我們還提出了用于測算兩足恐龍運(yùn)動速度的新方法。

本書分為八個(gè)章節(jié)進(jìn)行敘述。大部分章節(jié)配有基于最新發(fā)現(xiàn)精心繪制的插圖。實(shí)際上,正如我們最初提到的,古生物學(xué)在本書編寫過程中發(fā)展如此迅速,以至于我們必須要重新整理某些恐龍的最新資料,比如,棘龍和恐手龍等。

回到本書的章節(jié)上,第一章介紹的恐龍分類是基于不同群組中最突出的分支建立的,這樣能整合相當(dāng)數(shù)量的標(biāo)本,便于它們之間的比較。接下來的兩個(gè)章節(jié)與第一章類似,展示了按照中生代不同時(shí)期,以及按照地理區(qū)域劃分的最大和最小的恐龍,還包含了與這些題材相關(guān),更寬泛的按時(shí)間順序制作的中生代恐龍“日歷”。在前三個(gè)章節(jié)中,每個(gè)恐龍紀(jì)錄的旁邊,同時(shí)展示了人體的相對尺寸,它們經(jīng)過嚴(yán)密的調(diào)整,以便讀者對這些動物的體型有更精確的認(rèn)知。我們對這方面格外重視,因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)大部分講恐龍的書中,恐龍與人類的尺寸比較都有很多欠缺之處。

本書的第四章“史前難題”幾乎展示了所有恐龍骨骼類別的各種紀(jì)錄,例如,已發(fā)現(xiàn)最大和最小的股骨等。為了更有指導(dǎo)性,用一幅暴龍骨骼的圖輔助展示了每塊骨頭所在的具體位置。接下來第五章介紹了獸腳亞目動物的生活,其中除了展示有關(guān)獸腳亞目生物各種類別的紀(jì)錄之外,還呈現(xiàn)了關(guān)于其生長、覓食等方面的有趣信息,并整理了一份已發(fā)現(xiàn)的所有獸腳亞目恐龍蛋的列表。

本書第六章著重介紹了恐龍足跡,展示了依據(jù)時(shí)期劃分的不同紀(jì)錄,以及所有這些足跡的印痕。第七章轉(zhuǎn)向了“恐龍熱與大事記”的話題,這一章節(jié)對龐雜的各類歷史紀(jì)錄進(jìn)行了細(xì)致的匯編,有些紀(jì)錄甚至可以追溯到公元前10 000年!這些紀(jì)錄既有藝術(shù)、文學(xué)、電影類型的,也有音樂類型的。

最后一個(gè)章節(jié)是一份記錄了截至2016年正式發(fā)布的所有獸腳亞目恐龍的清單。任何一位恐龍專家對這張列表都可能會深有興趣。我們相信,許多人將從中發(fā)現(xiàn)一些他們此前從未聽聞的恐龍。

本書以術(shù)語表、中外文學(xué)名對照、參考書目(由于其篇幅巨大,它被放在指定網(wǎng)址的云盤中)等結(jié)尾。另外,還添加了網(wǎng)上附錄的網(wǎng)頁鏈接,以便讀者參閱。該附錄包括更全面的恐龍種類統(tǒng)計(jì)清單,其中除了已證實(shí)的物種,還包括潛在的種類。

阿西爾·拉臘門迪 魯本·莫利納-佩雷斯

2016年5月

本書內(nèi)容導(dǎo)航

本書從介紹性內(nèi)容開始,解釋了如何推測出每種恐龍的大小和形態(tài),還提供了用于理解恐龍形態(tài)的整體圖畫。值得一提的是,在本書中展示出的每一種恐龍的紀(jì)錄都是已發(fā)現(xiàn)的最大或最小的標(biāo)本,這是因?yàn)樵谕晃锓N內(nèi),恐龍的體型可能有相當(dāng)大的差異。

接下來,有八個(gè)主要章節(jié):“物種比較”“中生代時(shí)期”“恐龍的世界”“史前難題”“獸腳亞目的生活”“石頭上的見證”“恐龍熱與大事記”“獸腳亞目恐龍清單”。書中展現(xiàn)了對應(yīng)于各個(gè)章節(jié)的紀(jì)錄和信息。值得注意的是,足跡的鑒定是一項(xiàng)尚未發(fā)表的研究的一部分(莫利納-佩雷斯等人正在編纂手稿)。最后一章提供了截至本書的原版書出版發(fā)行時(shí),已發(fā)現(xiàn)的所有獸腳類恐龍的完整清單。本書最后是術(shù)語表、中外文學(xué)名對照、參考書目和附錄等。

每章最后的紀(jì)錄清單頁面展示了按照時(shí)間順序整理的紀(jì)錄和奇趣事,這些與各章節(jié)內(nèi)容相對應(yīng)。

在不同的章節(jié)展示了不同主題的表格,其中可以找到有趣的摘要式比較資料。上圖展示了現(xiàn)存動物和滅絕動物咬合力對比的數(shù)據(jù)。

每一個(gè)恐龍紀(jì)錄標(biāo)本(骨骼、足跡或恐龍蛋),按照大小的不同進(jìn)行分組。這有助于對它們進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。

方法與計(jì)算

恐龍的體型、形態(tài)和外觀

本書中展現(xiàn)的恐龍的不同體型、形態(tài)和外觀,是根據(jù)各個(gè)實(shí)例,通過不同的方法計(jì)算得出的。我們的計(jì)算基于嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓趋乐亟ǎ吮緯髡咄猓瑓⑴c完成復(fù)原工作的都是當(dāng)今頗具權(quán)威的專家,如格雷戈里·保羅、斯科特·哈特曼、杰米·A. 希頓、瓦里·斯科南等。

恐龍的化石保存得越完整,就越容易且精確地展現(xiàn)出它在世時(shí)的體型和外觀。不幸的是,很多恐龍只能通過非常少的骨骼,有時(shí)候甚至只能通過一塊不完整的、殘損的或變形的化石材料(骨頭、牙齒、皮內(nèi)成骨……)來辨識。對于這種情況,獸腳類恐龍的體型和外觀可以通過系統(tǒng)發(fā)育、地理、形態(tài)和構(gòu)造方面推測,以及通過與其親緣關(guān)系近的動物保存更好的化石進(jìn)行比較推測。由一塊化石材料來計(jì)算恐龍的體型,我們力圖做到精確和嚴(yán)謹(jǐn),最大限度減小誤差。例如:當(dāng)我們拿到一顆單獨(dú)的牙齒時(shí),是通過與系統(tǒng)發(fā)育比較相近、骨骼更完整的其他恐龍的標(biāo)本中最大、最堅(jiān)固的牙齒進(jìn)行比較而估算出完整恐龍大小的,這樣即假設(shè)這塊單獨(dú)的牙齒是標(biāo)本中最大的牙齒,從而我們可以盡可能保守地進(jìn)行估算。

一只獸腳類恐龍有多重?

在歷史上,人們提出過很多計(jì)算恐龍重量的辦法。它們主要依據(jù)的是兩個(gè)基礎(chǔ)方法:異速生長模型和體積建模法。

異速生長模型依據(jù)的是被測量恐龍的軀體中不同骨骼的測量結(jié)果與動物體重之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。為此,需要測定大量現(xiàn)代生物的數(shù)據(jù),然后將這些結(jié)果轉(zhuǎn)換成一條回歸線,這條線可以轉(zhuǎn)變成一個(gè)數(shù)學(xué)公式,適用于已經(jīng)滅絕的生物。這種方法的主要問題在于:許多恐龍的體型非常巨大,呈現(xiàn)的比例也與當(dāng)今的動物大相徑庭,因此,在很多情況下,得到的結(jié)果是被放大了的。另一方面,獲得的估算結(jié)果范圍通常相當(dāng)大,這是因?yàn)閬碜酝粋€(gè)體的各種骨頭材料可能得出差異較大的數(shù)據(jù),從而使結(jié)果的精確度較小。例如,一只恐龍的估算體重可能為7?15 t。

體積建模法是基于所需估算動物的物理或數(shù)字模型進(jìn)行分析。該方法的結(jié)果精確度取決于重建模型的精確度。為了使模型更加可靠,需要以科學(xué)真實(shí)的材料、骨骼測量數(shù)據(jù)、照片等作為依據(jù),還要有比較廣博的解剖學(xué)知識作為支撐。隨后,一旦確定了模型的體積,將該結(jié)果乘以立方體的比例系數(shù),就得到了動物自然尺寸下的體積。最后,用所得的體積乘以估算的活體動物的密度,就得到了它的質(zhì)量。這種方法的主要問題在于很多情況下,需要計(jì)算的滅絕動物化石材料沒有充分保存下來,不足以制作出一個(gè)精良的三維模型。

如今,在估算滅絕脊椎動物的體重時(shí),人們越來越多地使用體積建模法。最早使用這種方法的人先完成等比例的恐龍復(fù)原模型,并將模型淹沒在小水箱里,通過滲出的水計(jì)算它的體積。現(xiàn)在這種方法已被更新,模型制作通常實(shí)現(xiàn)了電子化。

在本書中,我們決定采用體積建模法,例如,雙圖形整合(GDI)法。在估算恐龍質(zhì)量時(shí),該方法以其簡易、快捷且非常高效的優(yōu)點(diǎn)為人熟知。GDI法是1973年由杰里森創(chuàng)建的,一開始是用于從背面和側(cè)面估算顱內(nèi)模型的體積。后來,很多研究者開始嘗試將該方法運(yùn)用于動物整體上。在GDI中,研究的軀體或者部分軀體被當(dāng)作橢圓柱體,為此,需要從模型的兩個(gè)面(側(cè)面和背面)進(jìn)行處理。模型被分為幾節(jié),每一節(jié)的體積通過每個(gè)面的半徑或直徑計(jì)算得出。將每一節(jié)所得的數(shù)據(jù)相加,通過使用以下方程式,獲得最終結(jié)果:

V=π(r1)(r2)(L

盡管隨著時(shí)間的推移,體積建模法正在逐漸完善,但如今仍有人對一些恐龍的估算體積結(jié)果提出異議。其中一個(gè)例子是估算暴龍標(biāo)本(FMNH PR2081),也就是大名鼎鼎的“蘇”(Sue)的體積。近些年發(fā)布的研究估算出它的體積為7?10 m3;采用GDI法,通過嚴(yán)密的骨骼重建(圖1)得到的結(jié)果為8.7 m3

獲得了恐龍的體積或各部分的體積之后,想要計(jì)算它的質(zhì)量,就得弄清楚它身體的平均比重,或者不同部分的比重(視情況而定),將其乘以體積,就得出了相應(yīng)的質(zhì)量。另外,羽翼豐滿的鳥類的羽毛重量通常占到動物總體重的6%,因此,羽毛重量應(yīng)被加到在恐龍中演化程度較高、覆滿羽毛的獸腳亞目恐龍的體重中。

比重

在這里,相對密度或比重(SG)是指相同溫度、壓力下,動物的身體密度與水密度的比值。作為參考值,水的相對密度等于1.0。

需要說明的是,活體和非活體動物的比重會有所不同,因?yàn)樵谄浜粑到y(tǒng)中的空氣量不同。理想情況是在活體動物放松的狀態(tài)下(正常呼吸時(shí))計(jì)算比重,這種狀態(tài)是動物日常生活中最常見的。這時(shí),肺部沒有完全充滿空氣。然而,在計(jì)算不同動物的比重時(shí),通常沒有考慮到這一點(diǎn),因而得到的結(jié)果不夠精確。

由于恐龍已經(jīng)滅絕,在模型中采用的比重一般是一個(gè)估算值。

為了更好地獲取適用于獸腳亞目恐龍的比重,最好是用一些不同種類的現(xiàn)存動物作為例子,因?yàn)槊總€(gè)類群之間存在著巨大的差異。在現(xiàn)存動物中,鳥類是唯一一種在顱后骨骼中形成大面積氣腔的動物,它還具有由氣囊構(gòu)成的呼吸系統(tǒng)。這些是與蜥臀目恐龍(包括蜥腳亞目和獸腳亞目)共有的,而鳥臀目恐龍不具備的特性。鳥臀目恐龍可能與現(xiàn)存哺乳動物和爬行動物更有可比性,因此,采用的比重在恐龍中變化很大。

分析出人類的密度或比重是很有指導(dǎo)意義的。為此,首先需要知道一個(gè)成年人的肺容量。

潮氣量(TV):每次正常呼吸時(shí),吸入或呼出的空氣容量;每千克大約為500 mL或7 mL。

補(bǔ)吸氣量(IRV):在正常潮氣量基礎(chǔ)上,可以吸入的額外最大空氣容量;通常來說約為3 300 mL。

補(bǔ)呼氣量(ERV):在一次正常的平靜呼氣后,通過大口呼氣,可以呼出的額外最大空氣容量;一般大約為1 000 mL。

殘氣量(RV):大口呼氣之后,在肺部剩下的空氣容量;假定平均值約為1 200 mL。

圖1 暴龍標(biāo)本FMNH PR2081

大名鼎鼎的“蘇”的骨骼精密復(fù)原。通過GDI法推算的總體積為8 700 L,在采用0.95的比重后,推算出的體重約為8 265 kg。

肺總量(TLC)是上述四個(gè)量相加之和,得出的結(jié)果為6 L空氣,相當(dāng)于人類總體積的8%。該比例(8%?10%)對于陸生哺乳動物來講是通用的,潮氣量占到肺總量的10%,在陸生哺乳動物里也是典型的情況,但是不適用于水生哺乳動物,它們的潮氣量可以達(dá)到肺總量的75%。

對于一個(gè)放松的成年人來說,在肺部的空氣總量為RV(1.2 L)+ERV(1 L)±TV(0.5 L)等于1.7?2.7 L,占到肺部總?cè)萘康?8%?45%。當(dāng)一個(gè)放松的人漂浮在淡水之上時(shí),其比重等于1.0,處于懸浮狀態(tài),但是當(dāng)大部分人呼出潮氣量和一小部分補(bǔ)呼氣量時(shí),則會下沉,呼出的空氣容量僅占身體總體積的1%左右,因此,人類的比重為0.99,實(shí)際上相當(dāng)于淡水的密度。對于絕大多數(shù)的陸生哺乳動物來說,比重約等于1.0是通用的。

對于主龍類來說,除了鳥類,它們的肺容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于哺乳動物。不少研究已計(jì)算出現(xiàn)存多種爬行動物的比重。科爾伯特1962年計(jì)算出的比重相當(dāng)?shù)停渲忻乐搠{為0.89,珠毒蜥則為0.81。然而,科特在分析了9個(gè)個(gè)體后,計(jì)算出尼羅鱷的比重為1.08。這些差異可以通過不同的原因來解釋:美洲鱷的低密度可能是因?yàn)楸粶y量的是一個(gè)很年幼、體重僅為280 g的個(gè)體,其骨頭密度可能比成年個(gè)體更小,肌肉和骨骼的比例肯定也要小得多,因而不應(yīng)被采納為代表性數(shù)據(jù)。而科特是在已死亡的個(gè)體上得到的結(jié)果,所以做標(biāo)本分析時(shí)的肺可能完全排空了空氣,有可能它們中的一些胃部存在胃石,因此,獲得的結(jié)果數(shù)值偏高。在不考慮攝入胃石的情況下,對活體美洲鱷和鱷魚,包括最年幼個(gè)體的觀察顯示:為了休息,它們有能力保持沉在河底。

在放松狀態(tài),美洲鱷與其近親的比重應(yīng)該約為1.00?1.05。

另外,鳥類是當(dāng)今與大部分獸腳亞目恐龍最相似的類群了。當(dāng)估算恐龍的比重時(shí),獸腳亞目恐龍可能是最復(fù)雜的一個(gè)種類。這是因?yàn)椋翰煌诓溉閯游铮B類除了肺之外,它們在呼吸系統(tǒng)中還擁有氣囊,并在其后顱骨中出現(xiàn)了氣腔,因而鳥類的比重差異很大,并且相對較低。此外,鳥類周身通常覆滿濃密的羽毛,這增加了它們的總體積。除了一些科(主要為陸生鳥類),大部分鳥類都擁有一個(gè)著名的腺體,那就是尾脂腺。它會分泌一些浸漬羽毛的油脂,形成防水效果,從而增大鳥類的浮力。因此,在計(jì)算比重時(shí),排除羽毛就顯得十分重要了,之后再加上估算的羽毛重量,并得到最后的總重量。

回到鳥類肺容量的話題,有兩個(gè)不同的概念經(jīng)常被混淆。鳥類的肺和氣囊體積可以占到身體總體積的10%?20%(1966),但這并不意味著,呼吸系統(tǒng)的總?cè)萘勘囟ㄊ巧眢w總體積的10%?20%,因?yàn)榉魏蜌饽矣衅渥陨淼捏w積(包括側(cè)支氣管、軟組織、體液、血液……)。另外,很多研究并沒有明確在總?cè)萘坑?jì)算中,肺和氣囊是否為充滿了空氣的情況。

對于鳥類而言,比重差異相當(dāng)大,數(shù)值可從0.73、0.8、0.9變化到0.937。

黑茲爾赫斯特和雷恩1992年通過測量12個(gè)不同種類的25個(gè)鳥類樣本,得到的平均比重為0.73。為了計(jì)算該值,完成對已死亡鳥類的研究,他們通過人工方式向其呼吸系統(tǒng)充氣,所得的結(jié)果幾乎不具有可信度,因?yàn)樵谡5暮粑鼱顟B(tài),鳥類的肺和氣囊不可能完全充滿空氣。

飛行鳥類肺的總?cè)萘坑锌赡苓_(dá)到身體體積的20%,高度發(fā)育的胸骨為它們的呼吸系統(tǒng)提供了更多的空間。同時(shí),它們的含氣骨或骨外憩室中有可能存留一部分空氣。在這些情況下,密度較小鳥類的比重在放松狀態(tài)下約為0.85。

鴕鳥呼吸系統(tǒng)的總?cè)萘浚c最輕的飛鳥相比還小很多,這是因?yàn)闅饽业闹饕δ苤皇墙o肺換氣,以適應(yīng)飛行所需的高代謝率;鴕鳥因體型巨大,同時(shí)缺乏飛行能力,其代謝較慢,不需要空間較大的呼吸系統(tǒng)。因此,不難推測它的比重與飛鳥相比要高很多。

一只100 kg的成年鴕鳥呼吸系統(tǒng)的總?cè)萘浚ò饽遥┘s占其身體總體積的13.5%。同時(shí),潮氣量占其呼吸系統(tǒng)總?cè)萘康?0%。這些數(shù)據(jù)可與一些陸生哺乳動物相比。處于放松狀態(tài)的鴕鳥的呼吸系統(tǒng)并未完全充滿空氣,而身體的肌肉、骨骼系統(tǒng),以及大部分組織的比重超過1.0。所以對于這種鳥類可以推測:比重最小為0.9,有可能更接近于0.95。此外,假如你觀察到大型陸生鳥類游泳,比如,鴯鹋或鴕鳥,可以明顯看出這些陸生鳥類的比重高于飛鳥。前者在游泳時(shí)只有頭部、頸部和小部分胸部露在水面上,這些占據(jù)了身體總體積的10%?15%(圖2)。此外,還可以留意到,它們在浮水時(shí),身體向水面推進(jìn);當(dāng)處于放松狀態(tài)時(shí),身體便沉向水下。因此,可以推斷出,對于現(xiàn)在的大型陸生鳥類來說,其比重大約為0.9,甚至更高,該數(shù)據(jù)與韋爾蒂(1962)和亞歷山大(1983)得出的結(jié)果相近。

動物的體型越大,它的代謝率就越低,肺的容量也就越小。這對各種動物都適用。同鳥類一樣,在哺乳動物中也很明顯;由海豚(鼠海豚)構(gòu)成的一科,目前最小的鯨目動物,體型與人類差不多,肺容量和身體體積的比例跟我們的也相同,大約為8%。然而,在大型鯨魚中,該比例減小到1.6%?1.7%。

上述研究給了我們一些線索,讓我們想到:大型獸腳亞目恐龍應(yīng)該有一套比現(xiàn)在的陸生動物或飛鳥小得多的呼吸系統(tǒng),并且身體密度更大。此外,獸腳亞目恐龍作為有氣囊鳥類的祖先,它們呼吸系統(tǒng)的發(fā)育程度可能更低。

最后,值得一提的是,具有半水棲習(xí)性的動物演化出對潛水和游泳一定的適應(yīng)性。例如,半水棲動物的骨頭通常比純陸生動物的骨頭密實(shí)很多。這一特性有助于它們增加身體密度,以便更好地控制浮力。該類型動物的比重通常會超過1.0。近期一項(xiàng)關(guān)于棘龍的研究明確指出,這種獸腳亞目恐龍已完全適應(yīng)了水生生活。這可以通過它的外部形態(tài)得到證實(shí),它長骨的密實(shí)程度比其他獸腳亞目恐龍高大約30%?40%。棘龍的比重可能可以與現(xiàn)存鱷魚的比重相提并論。

圖2 鴯鹋游泳場景的真實(shí)還原

鴯鹋大部分的身體(約為85%)沒入水中。在放松狀態(tài)時(shí)下沉更多,依靠雙翅拍動的動作推動身體向上。這證明了大型陸生鳥類的骨頭明顯更密實(shí),比重可能超過0.9。

綜上所述,演化程度更高、體型更小的鳥類獸腳亞目恐龍是密度最小的恐龍,其比重可能約為0.85。一般來說,隨著獸腳亞目恐龍身體體型的增大,比重也會升高,因?yàn)樗鼈兊暮粑到y(tǒng)體積所占比例將減小,就像現(xiàn)在的鳥類一樣,骨骼會變得越發(fā)強(qiáng)壯密實(shí)。具有半水棲習(xí)性的獸腳亞目恐龍可能是密度最大的一種。

在本書中,推算對采用的不同獸腳亞目恐龍的比重根據(jù)其體型大小、演化程度和生活習(xí)性而定。

鱗片、絲狀毛還是羽毛?

人們對每種恐龍的表皮屬于哪種類型一直存疑,因?yàn)樵诟鱾€(gè)標(biāo)本上保留下來的結(jié)構(gòu)不同,有鱗片、皮內(nèi)成骨、絲狀毛的遺跡,有些則顯現(xiàn)出完整羽毛的痕跡。以前人們認(rèn)為羽毛是鳥類獨(dú)有的體表結(jié)構(gòu),但現(xiàn)在我們知道,羽毛不僅長在似鳥獸腳亞目恐龍身上,甚至還長在它們的一些遠(yuǎn)親身上,比如,某些鳥臀目恐龍(庫琳達(dá)奔龍、鸚鵡嘴龍、天宇龍)。此外,翼龍的絲狀毛也有可能與其具有相同的起源,因?yàn)橐睚埡推渌铸埗际怯渗B跖主龍類演化而來(盡管對此還存有一些疑問)。

現(xiàn)在我們知道,和鳥類一樣,有些恐龍具有不同于身體其他部分的鱗片和羽毛。由此可知,除了有明確證據(jù),沒有理由在復(fù)原恐龍時(shí)加上鱗片或絲狀毛。然而,有必要考慮到這些帶羽軸和倒刺的羽毛在似鳥恐龍和現(xiàn)代鳥類的類群身上都有發(fā)現(xiàn)。值得注意的是,在始祖鳥身上發(fā)現(xiàn)了對稱與不對稱的羽毛,以及分枝狀的絲狀毛,而在其他初鳥類甚至與鳥類親緣更近的恐龍身上,還發(fā)現(xiàn)覆蓋的是單根以及與基部融合的絲狀羽。一個(gè)常見的錯(cuò)誤就是,把獸腳亞目恐龍都復(fù)原為竊蛋龍類或者近鳥類恐龍那樣,身體全覆蓋著羽毛。

恐龍的顏色

很久以前,想要知道恐龍的顏色幾乎是一件不可能的事情,從某種程度上說現(xiàn)在仍然如此,除非在某些標(biāo)本中,羽毛化石里保存了黑素體(亦稱之為黑色素體)。當(dāng)物種的顏色已知時(shí),我們盡可能精確地表現(xiàn)在了本書當(dāng)中,若顏色不明,則是根據(jù)現(xiàn)代動物的生活方式、體型或生活習(xí)慣進(jìn)行推測,以確保不僅只是為了美觀效果,還很有可能與真實(shí)活體相符。在20世紀(jì)90年代,古生物學(xué)家們制作了一些未發(fā)表的草圖,嘗試?yán)L制了各種恐龍可能的顏色,本書的插圖中采用了不少這些草圖。值得一提的是三只“虛骨龍”的草圖(圖3),整個(gè)身體呈棕紅色,只有尾部帶有白色條紋,可喜的是這種顏色圖案于2010年在原始中華龍鳥身上得到證實(shí)。這并不是簡單的巧合,而是因?yàn)椴捎昧伺c其生活習(xí)性相似的動物種類的顏色,這里依據(jù)的是馬來靈貓、小靈貓和南浣熊等。

圖3 魯本·莫利納于1998年完成的“虛骨龍”復(fù)原圖

該畫作使用的顏色在12年后被證實(shí)與原始中華龍鳥身上的幾種顏色相近,背景由馬琳·莫雷諾繪制。

術(shù)語定義

古生物學(xué)

古生物學(xué)是一門生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)的交叉學(xué)科。古生物學(xué)可以幫助我們認(rèn)識史前生物的形態(tài),它們的生活方式,演化歷程,與現(xiàn)今物種的關(guān)系,在全世界的分布情況, 以及其他方面。古生物學(xué)最具有代表性的研究對象有三葉蟲、菊石、恐龍和猛犸象。

恐龍

幾乎每個(gè)人都知道恐龍,我們通常認(rèn)為它們是巨大的爬行動物,就像在不同文化的傳說中出現(xiàn)的龍或羽毛蛇一樣。但與傳說不同,恐龍確實(shí)曾經(jīng)真實(shí)存在過,并且它們的一部分后代——鳥類與我們共存至今。

恐龍的起源:鳥跖主龍類

鳥跖主龍類是一類非常敏捷的主龍類動物,爪子細(xì)長,雙腿位于身體下方,這樣使得它們能夠完全以直立的姿勢行走,不同于現(xiàn)在爬行動物常見的利用從身體兩側(cè)伸展出的四肢行走。它們可能長有某種類型的絲狀皮膚結(jié)構(gòu),就像其后代翼龍和恐龍身上的一樣。它們僅存在于三疊紀(jì)。

恐龍演化的中間形態(tài):恐龍形態(tài)類

恐龍形態(tài)類是一種敏捷的肉食性或植食性動物,雙足或四足行走。它們在三疊紀(jì)末期消失,只有它們的直系后代——恐龍存活下來。突出的演化特征之一是第I或第V跖骨消失,從而有了三趾型或四趾型的足跡。

著名的恐龍

恐龍演化支所表現(xiàn)出來的獨(dú)有特性,使它們在與同期其他主龍類的競爭中占據(jù)優(yōu)勢。這些特質(zhì)也讓它們在上億年間統(tǒng)治整個(gè)陸地環(huán)境。它們的一些特點(diǎn)至今仍在現(xiàn)代鳥類身上遺存。

就顱骨而言,它們在顳區(qū)(上顳孔)呈現(xiàn)出寬闊的開口,這樣能附著巨大的肌肉,從而提高了它們的咬合力。在眼眶區(qū)域,顴骨后端分叉形成眶后骨突和方顴骨突,其眶后骨突與眶后骨關(guān)節(jié)將眼眶與下顳窩完全隔開,其功能尚不明確。

頸椎骨凸起或隆起的神經(jīng)棘與前后突(骨骺),能讓頸部肌肉更好附著,提高行動速度。

前臂骨(肱骨)具有一個(gè)巨大的三角嵴,能讓它們附著更多肌肉,從而有更大力量抓住獵物的身體。

股骨,也就是大腿骨,以不對稱的形式向后呈現(xiàn)出小塊凸起,稱之為第四轉(zhuǎn)子。這一結(jié)構(gòu)能嵌入尾部肌肉,該肌肉為走路或奔跑提供強(qiáng)大的推進(jìn)力。

踝關(guān)節(jié)(跟骨)與腓骨關(guān)節(jié)的連接明顯減少,這是因?yàn)殡韫呛透菍∪獾母街鵁o太大用處。現(xiàn)代鳥類的跟骨已經(jīng)與腓骨融合消失。

認(rèn)識原始蜥臀目恐龍

蜥臀目恐龍(Saurischia)是恐龍的一個(gè)類群,包括獸腳亞目恐龍(大多數(shù)是肉食類)、鳥類和蜥腳類恐龍(長脖子的巨獸)。它們脖子長、爪子大、腳趾強(qiáng)壯有力。它們出現(xiàn)在中三疊世,是唯一生存至今的恐龍類。

原始的蜥臀目恐龍是雙足行走的恐龍,不能被明確歸入獸腳亞目或蜥腳類恐龍。它們是肉食性或雜食性恐龍,前后肢的每個(gè)爪有四到五個(gè)指(趾)頭。它們僅存在于三疊紀(jì)。

令人驚嘆的獸腳亞目恐龍

盡管也存在一些雜食性或植食性種類,獸腳亞目恐龍(Theropoda)仍然是中生代時(shí)期著名的掠食性恐龍。現(xiàn)在我們知道它們的體型存在巨大差異,有小型的蜂鳥(吸蜜蜂鳥),其體重大約只有2 g;也有大型的獸腳亞目恐龍,比如,南方巨獸龍或暴龍,大約有8.5 t重。

它們的特征在于其身體后部擁有半僵直的尾巴,并演化出了氣囊。

成功的鳥類

現(xiàn)在,“鳥類”這一術(shù)語已經(jīng)帶有歧義,因?yàn)樗畛跏菫榱硕x一群帶有羽毛、雙足行走、有喙和翅膀的脊椎動物而創(chuàng)造的。然而,科學(xué)的進(jìn)步證實(shí)了幾乎所有這些構(gòu)造細(xì)節(jié)在恐龍身上都有發(fā)現(xiàn),因而“鳥類”這個(gè)概念消失了。當(dāng)然,傳統(tǒng)上我們?nèi)粤?xí)慣把能飛行的獸腳亞目恐龍(初鳥類演化支)稱為“鳥類”。

從始祖鳥到現(xiàn)代鳥類,我們都將使用這個(gè)術(shù)語來描述。需要留意的是,身體覆滿羽毛是現(xiàn)代鳥類的共有特征,它們并沒有發(fā)育出近鳥類或傷齒龍類身上那種基部并合的絲狀羽。

能飛行的獸腳亞目恐龍的特點(diǎn)有:牙根沒有鋸齒狀的邊緣;肱骨和尺骨長于股骨;股骨和髂骨向后伸長。在其演化過程中,現(xiàn)代鳥類演化出了短小的尾部,多塊骨頭融合,比如,尾綜骨、復(fù)合的脊骨、綜薦骨和顱骨。此外,它們失去了牙齒,演化出大型的氣囊、帶氣腔的骨和有著巨大龍骨突的胸骨,以供飛行所需的強(qiáng)壯肌肉附著。

如今,世界上共有10 157種現(xiàn)代鳥類(包括近代滅絕的153種)。

研究最深入的恐龍形態(tài)類恐龍

西里龍

恐龍化石在早三疊世和中三疊世從翼龍化石中分離出來,是恐龍的直接祖先。

分類

中生代獸腳亞目恐龍的演化史

這張演化分支圖依次顯示了恐龍形態(tài)類、原始蜥臀目、獸腳亞目和中生代鳥類的最主要分支。圖中顯示的是每個(gè)生物分類群中已知的最古老的標(biāo)本所處的時(shí)期。

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