恐龙之谜 深入探讨了这些“恐怖爬行动物”鲜为人知的一面,以及那些令古生物学家夜不能寐的问题。
恐龙主宰了地球。我们都熟悉这个说法。这些庞大的爬行动物数量众多且独特,占据了地球历史长达1.5亿年的时光,被称为恐龙时代。
但要说单一类生物“主宰”了地球是很愚蠢的。首先,唯一在海浪中漂浮的恐龙都是尸体,被沿海风暴冲刷而去。
数十亿年来,海洋覆盖了我们星球的绝大部分,并且目前含有超过96%的地球水。据我们所知,恐龙从未将海洋作为家园。古生物学家至今仍不明白原因。
如果说有什么比理解一个物种为何会以某种特定方式进化更具挑战性,那就是试图追溯它们未曾选择的进化道路。大自然充满了看不见的障碍和瓶颈,这些障碍和瓶颈基于先前的变化而开启和关闭。我们通常要等到遇到“为什么不行?”的问题时,才会注意到这些生物约束。即使那时,也很难区分什么是真正的“不可能”,什么是仅仅因为巧合而没有发生。然而,就恐龙而言,我们确实有一些线索可以解释为何海洋仍处于它们势力范围之外。
在大多数情况下,恐龙是拙劣的游泳者。但古生物学家花了数十年才弄清楚这一点,他们等待着合适的化石足迹、恐龙骨骼结构分析以及能够估算恐龙浮力的计算机方法。在20世纪的大部分时间里,当专家们贬低当时的爬行动物和恐龙,将已灭绝的蜥脚类恐龙描述为愚蠢的慢吞吞动物时,一些古生物学家认为长颈的蜥脚类恐龙,如梁龙,只能在水中支撑它们的体重。他们还推测,“鸭嘴龙”或鸭嘴龙科的恐龙会在霸王龙靠近时潜入湖泊——这似乎是那些没有盔甲或角覆盖的食草动物唯一的防御手段。从20世纪70年代开始,古生物学家意识到,恐龙化石足迹和其他线索表明,蜥脚类恐龙和鸭嘴龙生活在陆地环境中,并不擅长游泳。不仅如此,相对少数由游泳恐龙留下的痕迹化石——它们用脚踢出的沉淀物刮痕——是由肉食性恐龙造成的,这削弱了水是食草动物避难所的观点。
恐龙的一个关键特征可能阻止了这些爬行动物在水中安逸生活。蜥脚类恐龙和兽脚类恐龙的骨骼呼吸系统显示,它们拥有独特的与肺部和呼吸系统其他部分相连的气囊。这些软组织囊使它们能够比哺乳动物更有效地呼吸,因为它们使新鲜空气持续流动,而不是依赖于单独的吸气和呼气。(鸟类也具有相同的功能,其额外的好处是它们通过填充骨骼空间中的空气来保持骨骼轻盈。)但是,在模拟这些气囊如何影响恐龙游泳能力时,古生物学家发现,即使是大型恐龙也会像充气泳池玩具一样——它们太轻了,无法在水中保持稳定。适应水生生活的通常需要更致密的骨骼作为天然的压载物——过多的体内空气会使恐龙为了保持沉没而付出过大的努力。因此,就像我们一样,虽然有些恐龙能游泳,但它们肯定无法与史前海龟和蛇颈龙并驾齐驱。
对于那些曾经被认为擅长游泳的恐龙来说,同样的问题也出现了。身披帆状背脊、长约50英尺的棘龙有一些与潜水相关的解剖特征:它的一些骨骼似乎异常致密,类似于其他半水生动物的骨骼,并且它的尾巴又长又像鳗鱼,就像一个巨大的附加船桨。但最近的研究发现,棘龙空心化的骨骼结构也会使其在水中不稳定,而且巨大的帆会阻碍恐龙在水下追逐猎物的能力。更有可能的是,这种曾被誉为世界上第一只游泳恐龙的生物,更像是一个涉水者,它在浅水区蹒跚而行,试图伏击鱼类。虽然额外的证据可能会改变看法,尤其是因为没有人发现近乎完整的棘龙骨骼,但目前与水联系最密切的恐龙,其水性不如鳄鱼。
总而言之,经过两个多世纪的搜寻,古生物学家尚未发现一具明确表明一生大部分时间都在海中度过的恐龙化石。从海洋沉积物中挖出的少数标本——例如来自阿尔伯塔的保存完好的带甲恐龙薄板龙——代表了那些在内陆或沿海死亡,并被风暴或洪水冲入大海的恐龙。有些变成了鲨鱼和海洋爬行动物的食物;有些形成了临时的珊瑚礁;有些则很快被岩石和土壤掩埋,保存了它们的鳞片。但海洋中还有许多其他爬行动物——鱼龙、蛇颈龙和马达龙,它们相当于海洋中的科莫多巨龙——这证明了恐龙的统治地位被夸大了。
当然,我们知道恐龙最终确实涉足了水域。例如,在导致白垩纪末期的小行星撞击后约500万年,企鹅的第一个祖先下了水。如今,这些熟悉水性的鸟类通过在水下挥动翅膀来“飞行”,并拥有多种适应能力,从疏水羽毛到喙中的排盐管,使它们能花费大量时间在海洋中。但它们仍然在陆地上繁殖,这又提供了一个线索,解释了为什么已灭绝的恐龙从未涉足深邃的蓝色海洋。
据我们所知,所有恐龙都下蛋——从2.43亿年前第一个“恐龙”(希腊语意为“恐怖的蜥蜴”)到如今在人行道上蹦蹦跳跳的雀鸟。而其他海洋爬行动物则反复进化出分娩的方式,可能始于今天一些蛇类和蜥蜴仍保留的软壳蛋,恐龙似乎从未进化出不同的能力。或者,也许它们确实进化了,但为时已晚,那时海洋中已经充满了灵活、尖牙利齿的爬行动物,随时准备吞食任何笨拙的恐龙划水者。恐龙的古代世界以海岸线为终点,为其他生物统治海洋留下了充足的空间。
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