霸王龙的咬合力有 8000 磅,足以粉碎骨头

每平方英寸 431,342 磅

任何看过《侏罗纪公园》的人都见识过霸王龙牙齿的恐怖。(爱你,Rexy。

但霸王龙的嘴巴到底有多厉害呢?

在《科学报告》上发表的一项新研究中,研究人员 Paul Gignac 和 Gregory Erickson 发现,霸王龙拥有强大的咬合力,能用约 8,000 磅的力来咀嚼食物。

Erickson 和 Gignac 创建了一个计算机模型,根据恐龙头骨化石的高分辨率 CT 扫描来估算霸王龙牙齿内部的力量。他们将恐龙最接近的现存亲戚——现代短吻鳄、鳄鱼和鸟类——的肌肉组织进行了整合,并与一条湾鳄的咬合力进行了直接比较。

Erickson 多年前曾帮助测量了研究中使用的那条长达 17 英尺的澳大利亚湾鳄。他说,这次经历就像骑牛一样。或者更贴切地说:“就像在和恐龙搏斗,”Erickson 说。

生物力学家 Karl Bates 和同事在 2012 年进行的一项研究发现,霸王龙的最大咬合力为12,800 磅。这比新研究的估计值要大,但两个估计值都低于任何陆地动物的最强咬合力估计值。拥有此殊荣的是巨鳄,据估计其咬合力为 23,000 磅。

“这是一个不错的研究,很高兴看到人们利用现存动物的信息来理解像霸王龙这样的已灭绝动物,”参与 2012 年研究的古生物学家 Peter Falkingham 评论道。“话虽如此,我认为这表明我们在现存动物方面的研究还有很多工作要做:这些作者指出,准确描述短吻鳄的肌肉非常困难。这是正常的,但它也提醒我们在解释化石时要谨慎。”

咬合力,也就是牙齿施加的力,并不是霸王龙咬合凶猛的唯一因素。另一个非常重要的因素是力的施加方式。对于霸王龙来说,这种力量集中在它巨大、锋利、带有锯齿的牙齿尖端,将牙齿的力量提升到了每平方英寸惊人的 431,342 磅(psi)。这相当于地球核心压力的 1/128。换句话说,用于压扁汽车的液压机大约使用 2,000 psi。

“这有点像高跟鞋,”Erickson 说。“高跟鞋对脚跟施加很高的压力,而平底鞋则不会。正是这种压力才能穿透皮肤或骨头。”

在这种情况下,构成霸王龙牙齿的致命高跟鞋足以粉碎骨头。

Erickson 从事霸王龙咬合力研究已经 20 多年了。早在 1996 年,Erickson 就发表了一项研究,分析了在一块三角龙的臀骨上的 80 处霸王龙咬痕。奇怪的是,这块骨头看起来像是被一只巨大的鬣狗或狗啃咬过,将其压碎以获取有营养的盐分和骨髓。

“一开始这有点令人费解,因为恐龙的牙齿不会合在一起咀嚼,”Erickson 说。但他后来发现了另一只霸王龙的粪化石(fossilized feces),其中含有圆形、微小的骨头碎片,这表明骨头已经通过(并被消化了)恐龙消化道中的强酸。

通常,爬行动物和鸟类(恐龙的近亲)不会在口中压碎骨头,因为它们没有相应的牙齿(它们可能会从高处掉落骨头以摔碎,或者在进食过程中刮擦骨头)。

另一方面,哺乳动物的牙齿通常会在口腔中相互接触,让我们能够咀嚼食物。这些被称为咬合齿。爬行动物的牙齿通常是错开的,非常适合撕下易于吞咽的肉或肢体,但不适合啃咬。但看起来霸王龙的牙齿有足够的力量,即使没有咬合齿,它也能轻松地将三角龙的像桌子一样的臀骨分裂成碎片,或在几秒钟内将其他骨头弄碎。

霸王龙如何用它那能够压碎骨头的下颚获取食物是另一个问题。在另一只恐龙骨骼上发现的愈合的霸王龙牙齿表明,恐龙之王曾尝试用它的小爪子捕猎,尽管并不总是成功。也有人认为霸王龙是食腐动物,通过寻找腐肉来补充其狩猎所得。无论恐龙如何获取食物,都有证据表明,一旦霸王龙得到一顿饭,它就会充分利用每一次咬合,啃咬骨头以获取美味的骨髓,甚至斩首猎物以获取其晚餐的最佳部分。

关于恐龙如何咬合的研究将继续进行,每次研究都希望古生物学家和生物力学研究人员能更接近于理解数百万年前恐龙是如何活动的。但这仍然是一个独特而艰巨的问题。虽然 15 位科学家也许能够把一条 17 英尺长的湾鳄控制到能够让它咬住一个仪器,但他们无法对霸王龙做同样的事情(无论他们多么想这样做)。

“它们都死啦!最大的问题是,很难知道你的估算有多准确或多错误。我们可以用现存的动物来验证,但在许多情况下,恐龙的极端程度超出了今天的任何现存动物,”Falkingham 说。“这样的研究越多,我们就能越接近真相。”

 

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