古生物学家挖掘恐龙肠道化石以查看内部

没有什么比“温和的巨人”更适合形容蜥脚类恐龙了。这些巨大的恐龙体长可达123英尺(约37.5米),重达七吨。蜥脚类恐龙长期以来一直被认为是植食性动物,在侏罗纪和白垩纪时期啃食树叶。

如今,一个古生物学团队首次研究了一只生活在大约9400万至1.01亿年前的蜥脚类恐龙的腹部,其肠道内容物仍然完好无损。这一发现证实了它们确实是植食性动物——而且它们几乎不咀嚼食物。相反,蜥脚类恐龙依靠肠道微生物来分解食物。这些发现细节刊登在6月9日《Cell Press》期刊《Current Biology》上的一项研究中。

“尽管蜥脚类恐龙的化石遍布各大洲,并且该类群的生存时间跨度至少有1.3亿年,但此前从未发现过任何真正的蜥脚类恐龙肠道内容物,”研究联合作者、澳大利亚科廷大学古生物学家Stephen Poropat在一份声明中说。“这一发现证实了基于对其解剖结构的研究和与现代动物的比较而提出的关于蜥脚类恐龙饮食的几项假说。”

挖掘饮食

恐龙化石骨骼能告诉我们的关于这些已灭绝动物的信息是有限的。古生物学家可以利用足迹和脚印来了解它们的运动,以及保存下来的肠道内容物(称为结石)来拼凑出它们的饮食可能是什么样的。了解它们的饮食对于理解它们的生物学以及它们在古代生态系统中所扮演的角色至关重要,但只有极少数恐龙化石被发现带有结石。这些是尚未变成粪便的肠道内容物——也就是粪化石

尤其是蜥脚类恐龙的结石一直难以找到。凭借其庞大的体型,这些恐龙在侏罗纪和白垩纪时期可能是地球上生态影响最大的陆地植食性动物。由于缺乏直接的饮食证据,关于蜥脚类恐龙的植食性——包括它们吃的植物——的细节,主要基于牙齿磨损、颚部形状和大小以及颈部长度的理论。

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在野外挖掘肠道内容物。图片:Stephen Poropat

但这在2017年夏天发生了改变。澳大利亚恐龙时代自然历史博物馆的工作人员和志愿者正在挖掘一个相对完整的亚成年蜥脚类恐龙骨骼。这具特定的Diamantinasaurus matildae 标本生活在中白垩纪时期,在澳大利亚昆士兰州的Winton组被发现。研究人员注意到一个不寻常的、破碎的岩石层,似乎包含着保存完好的植物化石的蜥脚类恐龙结石。

内部的植物

研究人员分析了结石内的植物标本,发现蜥脚类恐龙可能只进行了最少量的口腔食物处理。它们不咀嚼,而是依靠肠道微生物发酵植物来消化。

结石中包含多种植物,包括针叶树(裸子植物)、种子蕨类的果实(植物中储存种子的结构)和被子植物(开花植物)的叶子。由此看来,Diamantinasaurus 是一种不加选择的、大量进食的动物。

“里面的植物显示出被切断的迹象,可能被咬过,但没有被咀嚼,这支持了蜥脚类恐龙大量进食的假设,”Poropat说。

研究人员还在结石中发现了被子植物裸子植物——这是一类木本、产种子的植物,包括针叶树——的化学生物标记物。

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“这表明至少有些蜥脚类恐龙不是挑剔的食者,而是吃它们能够到并且安全消化的任何植物,”Poropat说。“这些发现很大程度上证实了过去关于蜥脚类恐龙在整个中生代对全球生态系统产生巨大影响的设想。”

虽然肠道内容物为蜥脚类恐龙的植食性和大量进食提供了证据并不令人意外,但Poropat对在恐龙肠道中发现被子植物感到惊讶。

他说:“大约在1亿至9500万年前,当这只蜥脚类恐龙活着的时候,被子植物在澳大利亚的种类数量已经与针叶树相当。这表明,在这些植物出现在化石记录中的4000万年内,蜥脚类恐龙就已经成功地适应了食用开花植物。”

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研究人员在实验室中查看肠道内容物。图片:Stephen Poropat

基于这些发现,研究人员提出,Diamantinasaurus 可能食用低矮和高大的植物,至少在成年之前是这样。作为幼体,蜥脚类恐龙只能吃到靠近地面的食物。随着它们的生长(不断增长),它们可食用的植物种类也随之扩展。

此外,结石中存在的细小嫩枝、苞片和豆荚表明,亚成年Diamantinasaurus 可能以针叶树和种子蕨类植物的新生部分为目标。植物的这些部分更容易消化。

肠道内容物能(和不能)告诉我们什么

根据作者所述,不加选择的大量进食策略可能在1.3亿年里对蜥脚类恐龙非常有效。然而,与大多数研究一样,也存在一些重要的注意事项和局限性。

“这项研究的主要局限性在于,我们描述的蜥脚类恐龙肠道内容物仅代表一个数据点,”Poropat解释说。“这些肠道内容物只告诉我们一只亚成年蜥脚类恐龙的最后一餐或几餐的情况。”

我们也不知道季节如何影响饮食,或者这种特定蜥脚类恐龙体内保存的植物是否代表了健康蜥脚类恐龙的典型饮食,还是更具压力的饮食。该标本也是亚成年,这可能意味着幼年蜥脚类恐龙比成年蜥脚类恐龙更常这样吃。

尽管存在局限性,这项研究仍然为我们了解这些有史以来体型最大的生物之一的胃部提供了一个令人兴奋的视角。

 

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Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


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