博物馆里充满了假的恐龙化石。看看制作这些复制品需要什么。

到处都是骨头。 黑色和紫色涂装的角面食肉恐龙(Ceratosaurus nasicornis)模型按解剖部位分类放在盒子里。一张工作台上放着一个叫做植龙(phytosaur)的鳄鱼状生物的头骨。恐龙、史前哺乳动物和其他奇物的骨架堆满了从地板到天花板的储藏室。再往里,一只奔龙(Utahraptor ostrommaysi)正处于踢腿姿势,而三趾龙(Torosaurus)巨大的头骨正等待安装到身体上。一位艺术家正在打磨一只巨大的盔甲鱼(Dunkleosteus)的头部,打磨着它的接缝。

散落在一览无余的骨头,没有一块是从地下挖掘出来的。它们是树脂复制品,使得许多参观者在探索奇异而摆好姿势的史前骨骼大厅时,会忍不住惊叹:“它们是假的吗?”答案通常比观众想象的要复杂得多——而这家位于科罗拉多州弗鲁塔繁忙的化石重建工作室恰好能完美地说明这一点。

大多数人认为博物馆是真正恐龙标本的神圣堡垒。每一只高耸的霸王龙(Tyrannosaurus)或令人惊叹的蜥脚类恐龙(sauropod)都象征着生命、死亡、灭绝、生存,并且由于好莱坞的影响,象征着被晒伤的探险家在遥远沙漠中不懈的探索。复制品无法带来同样震撼人心的惊奇感。但这更多地与我们自身的误解有关,而不是与科学现实有关。

artist poses with fossil replicas and parts in storage area
罗伯特·加斯顿(Robert Gaston)近 30 年来一直专注于古生物学复制品和装架,包括左侧可见的角龙(Diabloceratops)。Theo Stroomer 供《环球科学》

以“苏”霸王龙(Sue the T. rex)为例,它可以说是世界上最著名的恐龙化石。它在芝加哥菲尔德博物馆(Field Museum)拥有自己的展区,代表了完整骨骼的至少 80%,是迄今为止发现的“暴君蜥蜴之王”最完整的标本。但古生物学家不得不使用他们挖掘出的其他霸王龙标本的复制品来填补缺失的部分。苏的真实头骨单独放在一个地板上的展示柜里,看起来就像是化石在一次车祸中受损一样。这个头骨由于在地层中承受了约 6700 万年厚重砂岩的压力而碎裂变形。展出的那颗完好无损、咧嘴大笑的头,是科学家基于科学认知对活体动物外貌的艺术化想象。

化石策展人经常强调石膏模型与原件的区别,并强调制作复制品进行展示的重要性。菲尔德博物馆、澳大利亚维多利亚博物馆(Museums Victoria)和英国牛津大学自然历史博物馆(Oxford University Museum of Natural History)都在其网站上努力解答“它是真实的吗?”这个问题。2018 年,伦敦自然历史博物馆(Natural History Museum)将其标志性的梁龙(Diplodocus)复制品“迪皮”(Dippy)进行了巡展,一些评论者震惊地推测这只著名的恐龙一直是假的。“说实话,”一位《赫芬顿邮报》(Huffington Post)评论员不屑地评论道,“迪皮根本不是恐龙。她是假的。”不仅仅是迪皮——一位古生物学教育工作者在关于重建恐龙的另一篇文章中承认,“即使是最好的化石复制品,也缺乏原件的某种特别之处”,尽管文章未能深入探讨那份“神秘感”(je ne sais quoi)究竟是什么。孩子们似乎尤其纠结骨头是否曾经是真实动物的一部分。在《国际科学教育杂志 B 刊》(International Journal of Science Education, Part B)2018 年的一项研究中,一个孩子告诉调查者,恐龙复制品“不像”原件化石那样“特别”,原因是“嗯,你知道那只是……一块塑料之类的东西。”

那个孩子可能会发现大多数真正的骨架都会令人失望。古生物学家偶尔会从火山灰和其他沉积物中发现保存完好的恐龙,但大多数化石动物发掘出来时都不完整或有损坏。如果发掘者只是将它们从岩石中取出并展示出来,博物馆的参观者就会对着一堆风化、扁平、破碎的骨头抓耳挠腮。

cleaning dinosaur part replica
在制作复制品之后,接缝处理是清除多余材料以使其更具说服力的早期步骤之一。Theo Stroomer 供《环球科学》

石膏模型和复制品使有瑕疵的骨架更接近它们真实生命中的样子。因此,它们对古生物学家和公众的重要性一样。重建专家罗伯特·加斯顿(Rob Gaston)指出,他 27 年前与合伙人詹妮弗·谢伦巴赫(Jennifer Schellenbach)一起开办的工作室收到的绝大多数标本,如果没有艺术加工,是无法展示的。这些残片与许多博物馆参观者希望看到的雄伟生物相去甚远。将化石从岩石中解放出来,只是让已灭绝的动物重现生机的第一步。

“实际上,这个过程是双重的,”这位艺术家说,他的团队在Gaston Design 工作室里穿梭于各种桌子和柜子之间。“我们首先要从博物馆获取标本。这些通常是不完整的、破碎的、变形的。”这就像收到一个只有一半零件的旧玩具拼图,而且很多零件都破旧不堪。

过程不止于铸造和修正原始材料。无论恐龙是静止不动还是张牙舞爪地奔向游客,每一个重建体都需要一个金属骨架,就像第二个骨骼一样。更重要的是,装架必须打磨光滑以去除接缝,涂上颜色使其看起来像原始岩石,并在离开工作室前组装成完整的形态。其结果总是能让人想象出包裹着肌肉、鳞片和羽毛的形态。

replica dinosaur bones treated with paint to make them appear old
接下来,铸好的骨头被刮削,用喷漆上色,然后单独涂上“泥土”洗液,以获得陈旧的外观。Theo Stroomer 供《环球科学》

科学界 并不总是拥有像加斯顿这样的艺术家来修复和组合那些杂乱的拼图碎片。20 世纪大部分时间里,古生物学家重建化石骨架的方式,完美地说明了即使是真实的骨骼也会扭曲现实。例如,在纽约美国自然历史博物馆(American Museum of Natural History)明亮的展厅里,自 1923 年以来一直用犄角对着游客的标志性三角龙(Triceratops),是由几只大小差不多的不同个体的骨骼拼凑而成的。同样,在洛杉矶拉布雷亚沥青坑(La Brea Tar Pits)的冰河时代沥青渗漏处发现的大多数骨头都杂乱无章。该遗址博物馆中陈列的巧克力色骨架,是由并不总能完美契合的骨骼部分拼凑而成的。如果一个骨架是由生活在不同地理区域、甚至不同时代的不同动物的骨骼重建的,它还算得上是真实的吗?

试图重建古生物学家从地质记录中发掘出的事物,几乎与这个领域本身一样古老。英国古生物学家理查德·欧文(Richard Owen)曾曾说,石膏复制品可以激发博物馆参观者的好奇心。1868 年,英国艺术家本杰明·沃特豪斯·霍金斯(Benjamin Waterhouse Hawkins)与爱德华·德林克·科普(Edward Drinker Cope)和费城博物学家约瑟夫·莱迪(Joseph Leidy)合作,对哈德罗龙(Hadrosaurus foulkii)进行了完整的重建。这种草食性恐龙是在新泽西州南部马尔岩坑中发现的。原件骨骼非常脆弱,只占身体的一小部分,因此团队制作了现有部分的复制品,并雕刻了其余部分,创造了当时唯一一个安装好的非鸟类恐龙。这个骨架非常受欢迎,也许激发了下一代古生物学家制作更多的重建模型。

person builds large dinosaur model in workshop
林赛·戈罗(Lindsay Goro)在 Gaston Design 工作室组装一只角龙(Ceratosaurus)模型。原件骨骼就是在弗鲁塔发现的。Theo Stroomer 供《环球科学》

更完整的化石越来越受欢迎,这也给博物馆带来了新的问题和挑战。创建和组装石膏模型是一项艰苦的工作,而参观者渴望看到原件骨骼的印象,促使一些机构用 Bondo(一种用于汽车和家居项目的不可逆填充剂)等材料来修复,并钻孔以便将标本固定在永久性支架上。随着时间的推移,古生物学家开始倾向于使用石膏模型作为替代品或补充品,尽管科学界的一些人仍将重建视为二等品。

伦敦国王学院(King's College London)的古生物学历史学家克里斯·马尼亚斯(Chris Manias)说:“我认为称它们为‘假货’或认为它们不真实,是对制作真实的化石成为可用于科学研究或展示的物品所付出的准备、建造和建模工作的不尊重。”他指出,石膏模型和重建模型存在于一个连续体中,它们在需要时填补装架上的空白,或者完全替代缺失的化石。

马尼亚斯也不同意这些深思熟虑的模仿会减少史前生物带来的惊奇感。“石膏模型和复制品一直非常重要,”他说,最近在美国和英国多家大型博物馆展出的长颈草食恐龙“南方巨兽龙”(Patagotitan mayorum)的展品也印证了这一点。这种恐龙由多个不完整的骨架复制而成,身长超过 100 英尺,是古生物学家描述的最大史前爬行动物之一。在如此巨大的尺寸面前,敬畏感消除了关于真实性的所有疑虑。

replica head of large, ancient fish sits on workshop table
巨大的鱼类邓氏鱼(Dunkleosteus)生活在泥盆纪晚期。您可以在这个复制品中看到它重叠的装甲板。Theo Stroomer 供《环球科学》

在弗鲁塔的工作室, 加斯顿和他的艺术家团队擅长将事实与推测相结合。虽然加斯顿对原始化石进行了一些修复工作,特别是为商业经销商,但他大部分时间都在想象化石在新鲜、完好无损时的样子,填补缺失的骨骼部分,为大学和博物馆创建适合展示的动物。

一切都从铸造站开始,它位于工作室门外几步之遥。复制标本可能是一个危险的过程,因为大多数化石骨骼都非常脆弱。关键在于硅胶。将化石放置在缓冲垫中——有专门为头骨或其他大型部件制作的支架——然后用浑浊的、像黏液一样的液体聚合物浸泡,然后让它固化。加斯顿和他的同事们在干燥后剥离柔软的外壳,制作出模具。“你的作品出来了,希望没有损坏,”加斯顿说,或者至少没有无法轻易修复的损坏。芯片和裂缝并不少见。这种风险可能会让公众感到惊讶,但标本从发掘到展示的每个阶段都面临着类似的威胁。专家们经常在野外、实验室和博物馆中弄坏化石。科学家和修复专家已经开发出各种各样的粘合剂和策略来延长古代骨骼的“售后生命”,包括一整套名为 PaleoBond 的专为化石设计的强力胶水

加斯顿估计,他处理的大多数骨架需要 100 到 150 个独立的模具,这些模具都存储在现场仓库中。用这些模具制作的树脂复制品仅仅是重建过程的开始。放在加斯顿工作台上的植龙头骨是其中一个项目的一部分:一个保存完好的鳄鱼状爬行动物头骨,长着像人类拇指一样大的尖牙,是由犹他州圣乔治恐龙发现遗址博物馆(St. George Dinosaur Discovery Site museum)的古生物学家发现的。在动物死亡约 2200 万年后,有什么东西砸碎了它的头骨。“你可以看到,它的一侧真的很、真的很扭曲,”加斯顿说,“所以虽然这是一个漂亮、相当完整的头骨,但它需要大量的修复工作。”他从植龙的模具中制作了一个复制品,他可以切割、雕刻并以其他方式修复,使其看起来像天然的、对称的骨骼,而不是一个三叠纪的煎饼。

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一名工作人员使用聚氨酯树脂和填充材料浇铸化石模具。Theo Stroomer 供《环球科学》

修复一个生活在数千年、数百万年或数千万年前的动物是一个巨大的挑战。通常没有新鲜的骨架可以用来对照重建的准确性。除非古生物学家发现一个完整、未变形的头部,否则很难确定物种的实际比例——头骨后部向外张开的程度,或者鼻孔的确切位置。例如,躺在工作地板上的巨型角龙(Torosaurus)来自一个骨骼尚未完全愈合的幼年个体。当加斯顿开始处理它时,头骨是零碎的,他根据更成熟的角龙标本的解剖结构将这个三维拼图组合起来。近亲物种的头骨可能具有相同的骨骼,但存在细微差别,可以作为基本指南来确定什么应该放在哪里。加斯顿说,目标是尽量少做工作,不要过度雕刻这些重建模型。一个本已美丽的化石,哪怕带有一点不对称,也比看起来不自然的完美要好。

在他为期数周的每一个步骤中,加斯顿都会考虑博物馆参观者。“你陷入的困境是,你希望呈现一个尽可能接近发现的原件的复制品,但如果它是一个公共展品,你就希望它在解剖学上是[人们]能够理解和产生共鸣的,”他说。这是一个艰难的平衡,试图公平地展示动物,同时保留化石的质地、颜色和整体形状。“这就像翻新一件古董,你可能会修复损坏的部分,但你不会剥掉涂层重新建造,”加斯顿解释道。

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Elisa Uribe de Gaston 正在细致地制作一具草原野牛(Bison latifrons)头骨的复制品,这是北美有史以来体型最大的牛科动物。Theo Stroomer 供《环球科学》

然而,这种推测和猜测常常是公众甚至以化石重建为基础绘制插画的艺术家所看不到的。在处理犹他州一种相对较新的恐龙——尖角龙(Nasutoceratops titusi)——时,加斯顿不得不面对这样一个事实:恐龙的头骨被压碎了,角也向下弯曲,几乎像长角牛一样。他决定不切割复制品重新排列角,而是让它们相对平坦,而不是向上倾斜。有些决定更多地是基于设计或重建能力,而不是解剖学上的确定性。但是,对尖角龙的艺术再创作却延续了它的形象,甚至夸大了它,就像一个持续了数百万年的传声筒游戏。

有时,当出现新的证据时,描绘可以得到纠正。以雷龙(Apatosaurus)为例,它曾被描绘成拥有深而方正的头部和勺状牙齿,直到 1978 年古生物学家揭示了真相:一个楔形头骨,配有短小的铅笔状牙齿。在这些情况下,普通的恐龙爱好者可能会认为古生物学家只是在胡编乱造。真实性的光环给规划向公众展示的内容带来了巨大的紧张感。

“你听到的主要论点是,‘公众不想看复制品,他们想看真东西’,”加斯顿说。主要的反对意见是,重建和安装原始化石可能会在此过程中损坏骨骼。但是,加斯顿还指出,大多数情况下,原始化石根本不适合展示。“我处理的 70% 到 75% 的材料可能是一个完整的骨架,但它们都严重变形或破碎,无法安装。”铸造——无论是用于重建还是修复——都能让恐龙和其他古生物展览更好地展示曾经存在于活体生物体内的东西。

加斯顿的几个 重建品就陈列在城里的“恐龙之旅”(Dinosaur Journey)博物馆。该博物馆的策展人朱莉娅·麦克休(Julia McHugh)说,没有复制品,“会有更多的标签,更多的说明来解释化石记录。”这需要观众付出更多的耐心,也许他们不愿意付出那么多耐心来解释原始化石的身份和方向。相反,麦克休和其他策展人常常倾向于将原始化石放在重建品旁边。“然后你可以说,‘好的,这就是化石出土时的样子;这就是化石生命中的样子’,”她解释道。

binder with bone anatomy information sits is placed on fossil parts next to large fossil head
艺术家们使用一本关于角龙(Ceratosaurus)骨骼学的古生物学指南来重新组装化石。Theo Stroomer 供《环球科学》

随着时间的推移,古生物学家在收集、建造和展示自然标本方面变得越来越好。史密森尼国家自然历史博物馆(Smithsonian National Museum of Natural History)近期翻修的“深时”(Deep Time)展览中的一些宏伟骨架是由原件骨骼组成的。但这类项目有其自身的局限性。“它很昂贵;耗时很长;非常沉重;而且这些东西是无法移动的,”麦克休说。这意味着梁龙或霸王龙的化石骨架必须在一个地方放置多年,甚至几十年,而不是成为一个可以随着科学发展而变化的模块化博物馆的一部分。她指出,一个复制品可以在几分钟内拆卸——这是一个优势,设施依赖于此来更新他们的展品,甚至进行巡展。

在麦克休办公室楼下的“恐龙之旅”博物馆,一具角龙Ceratosaurus)长约一辆大型 SUV,摆出了猫咪即将跳上窗台的姿势。这是加斯顿工作室中复制品的成品。这只侏罗纪食肉恐龙的后腿弯曲着,长长的尾巴呈蜿蜒的 S 形。它的树脂下颚仍半张着,让展灯在其数十颗重新制作的牙齿上闪烁。这个复制品使用了附近玻璃展示柜中从弗鲁塔古生物区域被盗墓者破坏的化石碎片制作的。它的原始头骨也被压平了,上颚两侧都错位了。其他角龙骨骼的复制品帮助填补了缺失的部分。重建体中的肢骨和脊椎骨模糊了现在赋予这只动物死后形态的钢架。

head of dinosaur sculpture sits behind pray paint and next to tools in workshop storage area.
有时,Gaston Design 也会进行生命体雕塑,想象史前生物的皮肤和其他特征,比如这只虚构的恐龙。Theo Stroomer 供《环球科学》

但重要的是,这只野兽看起来栩栩如生。爬行动物尾巴的扫动几乎让人忍不住想象,当它的同类在覆盖着蕨类植物的洪泛区游荡时,肌肉、肌腱、血管和其他软组织必然覆盖在骨架周围。不知何故,人造材料感觉比它古老生物分子的降解残骸更接近活体动物。

当面对只能通过我们想象力才能复苏的生物时,真实与虚假的二分法就会崩溃。古生物学家当然可以从从岩石中敲出的骨骼集合中进行研究,并得出其物理特征和测量数据,但这些数据本身往往显得不令人满意。当这些碎片与我们对缺失骨骼的最佳猜测相结合时,我们就可以开始推断出动物的大小、可能的行为,以及当人类还只是遥远的可能性的存在时,地球是什么样子。这些石膏模型和重建让我们在恐龙时代的美梦和噩梦更接近现实。我们喜爱的那些拥有强大下颚和爪子的恐龙,并不是直接从岩石中走出来的,而是在科罗拉多州一条乡村公路旁的一个工作室里真正复活的。

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