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矮暴龙实际上是幼年霸王龙
2020-02-18  

  幼年霸王龙的化石表明,这种能咬碎骨头的巨兽幼年时期是一种脚步敏捷的食肉动物,其牙齿像刀一样锋利。
  绘图:JULIUS T. CSOTONYI
  六千六百万年前,北美西部大地会随着霸王龙的脚步而颤抖。尽管该地区白垩纪时期的岩石中发掘出了大量的霸王龙遗骸,但直到现在,这种恐龙究竟如何从孵化出的小恐龙成长为巨型捕食者,科学家们对此仍知之甚少。
  在周三发表于《科学进展》杂志上的一项研究中,研究人员对年幼霸王龙的骨骼横截面进行了非常详细的分析。研究结果表明,霸王龙的生长速度会随着年龄的增长而变化,当食物匮乏时,这些食肉恐龙似乎会减缓生长速度,这一能力或许能给它们提供进化优势。
  这项研究也对矮暴龙的存在提出了进一步的质疑,矮暴龙是一种备受争议的“侏儒”暴龙,曾被认为与霸王龙生活在同一时期。20世纪80年代,古生物学家们研究了一组体型修长的小型食肉动物,认为这些白垩纪化石属于独特的暴龙物种。然而,随后的研究令大多数专家一致认可,即这些被鉴定为矮暴龙的化石可能是幼年霸王龙。
  新研究首次提供了关于一些所谓矮暴龙骨骼的小型结构的确凿数据,证实了两具候选化石实际上是幼年霸王龙。因此,要么是成年矮暴龙尚未被发现,要么就是所谓的矮暴龙实际上是年幼的霸王龙。在后一种情况下,这些化石提供了一个难得的机会,让我们得以略微一窥霸王龙生命中重要的发展阶段。
  “关于恐龙,即使是像霸王龙这样出名的恐龙,我们仍有很多需要了解的东西,”研究报告的主要作者、俄克拉荷马州立大学健康科学中心的古生物学者Holly Woodward说。“霸王龙究竟是如何从刚孵化的小恐龙长成一头9000公斤的巨兽的,对于其生活史我们仍知之甚少。”
  ‘独角兽化石’
  研究者之前对成年霸王龙的研究表明,这种恐龙到25岁左右时体型已经长得非常庞大。在2004年的两篇颇具影响力的论文中,研究人员指出,霸王龙青少年时期体重增长很快,平均每天增加2.3公斤。不过,仅分析成年霸王龙并不能让我们了解全部情况。随着霸王龙骨骼的生长,它们会不断地重塑自己,逐渐取代幼年时期的骨骼。
  “我们知道霸王龙必须快速生长,才能从孵化时不足一只鸽子大变成成年时比公共汽车还大的巨兽,但对于它们幼年时期的生长情况我们却有很多不了解的地方,”爱丁堡大学的古生物学者Steve Brusatte在一封电子邮件中说,他对新研究进行了同行评审。
  Holly Woodward儿时对显微镜学非常痴迷,这也促使她对保存在恐龙骨骼中的微小结构充满兴趣,进而进行了研究。在这项研究中,Woodward和研究小组重点研究了蒙大拿州发现的两具恐龙化石标本,目前这些标本保存在伊利诺伊州的伯比自然史博物馆。其中一具化石名是几乎完整的霸王龙化石Jane,长约6.4米。另一具未命名,而且不太完整,但可能比Jane更大。
  研究小组首先从两具化石的腿骨上取下薄片,并将其嵌入塑料树脂。之后,他们取下更薄的薄片,将其磨成人类头发丝的厚度——薄到足以让光穿过化石骨头。Woodward仔细检查了这些半透明的薄片,寻找其中隐藏的细节。保存完好的血管透露出多少血液曾为骨骼提供营养,这是骨骼生长速度的一个指标。骨骼的结构组织也蕴含着一些线索:骨骼中的矿物质看起来越混乱无序,骨骼的生长速度就越快。
  和年轮一样,骨骼也能保存动物每年的变化信息。在温暖的月份里,霸王龙往往长得更快。在冬季期间,霸王龙的生长停滞了三到六个月,留下了一些明显的痕迹。
  两具霸王龙化石的骨骼纤维都杂乱无章,并且充满血管,这表明当它们死亡时,其骨骼正在快速生长。更重要的是,这些骨头并没有成年骨头所具有典型特征,表明这两具化石属于恐龙幼体。对研究小组来说,这进一步证明了这些残骸极有可能是霸王龙。
  “这项研究是对矮暴龙的又一个致命一击。我认为是时候盖棺定论了。虽然我对发现成年矮暴龙抱有希望,但此时此刻我想说,找到它和找到独角兽化石一样不可能。” Brusatte说。
  摁下暂停键
  根据生长环的数量,Woodward的研究小组估计,这两头恐龙死亡时至少分别已达到13岁和15岁。此外,研究小组还发现,两头恐龙的不同年份生长速度都有相当大的波动,很可能随着可获得的食物量的增减而变化。
  Woodward说:“这表明,与其某一年因为食物不足而饿死,还不如停止生长。” 在发掘出霸王龙化石的同一岩层中,古生物学者并没有发现很多其他中型到大型的食肉动物,这表明其他食肉动物可能缺乏在这个生态系统中生存的能力,她补充说。“也许这种策略确实很适合霸王龙。”
  展望未来,Woodward准备为一项更大的霸王龙生长研究收集数据,以确定是否有可能根据零碎的化石记录模拟恐龙的生长模式。她还希望对这些来自伯比博物馆的霸王龙残骸进行更多的分析。
  例如,他们的研究表明,这两个标本中的一个可能保存了髓质骨,这是一种只有排卵期的雌性才会拥有的骨头。确认这一发现需要进行后续的化学分析。
  “我觉得还有很多东西需要研究是一件很棒的事情。我记得我是看着关于恐龙的书长大的,那时候我就想,我真的很想研究恐龙。不过,当我足够大的时候,却发现没有什么可研究的。现在发现还有很多东西可以研究,我真的很高兴。”她说。

 

 

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