

今天发表在《自然》杂志上的一项研究称,9000多万年前,一种体型与霸王龙相似的恐龙在浅水中游弋,寻找猎物。
像蛇颈龙和鱼龙这样的许多古代爬行动物都被认为拥有海洋生活方式,但恐龙普遍被认为是陆地动物。然而,一项对属于各种恐龙、其他已灭绝生物和现存动物的 380 块骨骼密度进行的分析表明,标志性的白垩纪恐龙棘龙及其一位近亲是能够游泳的。
法国国家自然历史博物馆的古生物学家亚历山德拉·胡萨耶(Alexandra Houssaye)表示,基于新的发现和其他报告,棘龙是一种水生恐龙“极有可能”。胡萨耶并未参与这项研究。
胡萨耶说,虽然棘龙可能没有今天海豹或海豚那样的灵活性或潜水能力,但它们的骨骼表明,这种巨大的捕食者在水中比在陆地上更舒适,可能像一只畸形河马或鳄鱼一样沿着河床游泳。
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棘龙属于一类被称为棘龙科的食肉恐龙,它们出现在侏罗纪。芝加哥菲尔德博物馆的古生物学家、该研究的合著者马泰奥·法布里(Matteo Fabbri)说,它们有着狭窄的、类似鳄鱼的面部,背部有长达 6 英尺的棘。虽然棘龙的体重不如霸王龙,但它的体型更长,一些标本估计可达 50 英尺。
最早的棘龙化石于 20 世纪初在埃及被发现,但在第二次世界大战中被毁。在 20 世纪 80 年代和 90 年代,研究人员开始在全球各地发现棘龙及其家族成员的零散化石,并推测棘龙科大部分是陆地居民,有时会涉水捕食鱼类,类似于今天的鹭鸟。
然后在 2014 年,摩洛哥发现了一副保存状况异常完好的棘龙骨骼。法布里说:“这在古生物学领域引起了巨大的争论。”他和他的合作者指出,包括粗短的后肢和桨状的脚在内的许多特征,都暗示这种恐龙至少部分水生。2020 年,该团队报告说,棘龙的尾巴呈不寻常的鳍状,可能像现代鳄鱼的尾巴一样,在水中提供推力。
尽管如此,法布里说,通过骨骼的形状很难判断动物在水中花费了多少时间。今天的鲸鱼和海豹有许多骨骼特征显示了它们的海洋倾向。但在其他喜欢水的物种,如河马和貘,这些特征并不明显。
法布里说,即使它们有明确记载的水生生活方式,“如果你看看河马的骨骼,它们看起来比任何其他动物都更像陆地动物。”“那么,我们是否可能低估了化石记录中的生态多样性,因为我们只关注解剖学?”
为了解决这个问题,他和他的同事测量了棘龙以及另外两种棘龙科恐龙——棘龙(Baryonyx)和重棘龙(Suchomimus)的骨密度,并将它们与其他恐龙、已灭绝爬行动物、白垩纪鸟类以及各种现代鸟类、哺乳动物和爬行动物进行了比较。研究人员通过 CT 扫描和在显微镜下观察骨骼薄片,检查了他们标本的股骨和肋骨。
法布里说:“密度越高,意味着每单位体积的组织越多。”“如果你是一种水生动物……如果你密度更高,你可以轻松下沉,因此你有更多的浮力控制。”

胡萨耶说,像河马、海牛、鳄鱼和企鹅这样潜入水中的动物,它们的骨骼比陆地动物更密集,而像鱼龙和现代鲸鱼、海豹这样深入水中寻找食物的海洋动物,骨骼密度较低。这些更活跃的游泳者依靠自身的运动来控制浮力,而不是依靠笨重的骨骼。陆地动物,如今天鲸鱼的祖先,当进入水中时,它们的骨骼会早期演化出高密度。“内部结构的变化比骨骼形状的变化更快,”她说。
法布里和他的团队观察到,一般来说,动物的骨密度与其体型关系不大。他们还注意到,飞行类动物的骨骼似乎更轻,而骨骼密度最高的则在水生动物中。他说,对于浅水区的特化动物,“你没有中间是空的、外面有骨头的甜甜圈形横截面;你只有很多骨头,一直延伸到中心。”
研究人员发现,棘龙和棘龙(Baryonyx)都拥有非常密集的骨骼,与企鹅、鸬鹚和蛇颈龙相似。法布里说,它们可能回到陆地产卵,但可能大部分时间都在水中度过。
另一方面,重棘龙的骨骼与其他纳入分析的恐龙更为相似,这表明它不像它的近亲那样在水下捕食。然而,重棘龙的细长口鼻部和锥形牙齿表明它确实以鱼为食,并且可能在河岸边涉水而行。
法布里说,大多数恐龙可能并不适合生活在水中。尽管如此,可能还有其他已灭绝的动物比科学家根据骨骼形状的推测更适合游泳。他说,下一步是测量更广泛的恐龙化石的骨密度。
法布里说:“化石记录相当零散,这意味着大多数骨骼都是非常零碎的。”“所以这非常令人兴奋,因为它提供了一种方法,我们可以说,我们不仅可以理解化石记录中的生态适应,而且你不需要完整的骨骼来理解它。”
胡萨耶指出,这项分析的一个局限性是,陆地动物有时也会出现非常致密的肋骨,因此这些骨骼并不一定指示水生生活方式。不过,法布里及其同事在棘龙身上观察到的致密股骨确实表明这些恐龙是水生居民。她说,未来,研究人员可以通过检查前肢等额外骨骼的密度,并研究密度在骨骼长度上是否一致,来寻找棘龙水生特性的更多证据。
她说:“由于骨头不多,我们需要尽可能地利用它们。”