使用社交账号登陆

当前位置: 主页 > 前沿 > 考古 • 进化

霸王龙是怎样成为霸王的——先有智慧,再得力量

时间: 2016年03月28日 | 作者: admin | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
新发现的化石显示暴龙类恐龙在开始攀上食物链顶端之前就已经拥有了高超的智力。

帖木儿龙.jpg

这是一幅反映9000万年前帖木儿龙(Timurlengia euotica)以及其生活环境的重建图。背景里还有两头神龙翼龙(Azhdarcho longicollis)。图片来源:Todd Marshall


在地球上,霸王龙的威名可谓无人不知无人不晓。还有什么能比一头13米长、7吨重、能够一口咬断任何骨头的超级猛兽更让人感到敬畏?霸王龙是迄今为止最大的陆生肉食动物,是所有恐龙中无可置疑的霸主,但是大自然的演化究竟如何造就了这种不可思议的生物呢?这一直是一个未解之谜。直到最近,古生物学家在乌兹别克斯坦发现了一个暴龙类的新物种——霸王龙的体型更小、出现更早的亲戚——为这一谜题提供了宝贵的线索。


让我们来认识一下这种生活在9000万年前、大小如马的暴龙类恐龙:帖木儿龙。当时的乌兹别克斯坦还是一片广阔的内海,内海周围围绕着闷热的森林与纵横交错的河流。


小而聪明


帖木儿龙的骨骼化石是过去十年中,在对乌兹别克斯坦荒凉的克孜勒库姆沙漠(Kyzylkum Desert)进行多次实地考察时逐渐收集的。克孜勒库姆沙漠是世界上最干燥的地区之一,科考的组织者是我的同事Alexander Averianov和Hans-Dieter Sues。他们邀请我与他们一道研究在沙漠中发现的化石,我们对这个新物种的论述已经发表在了《美国科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences )上。


由于生活在白垩纪中期,所以帖木儿龙的发现显得尤其重要。这段时期一度是暴龙演化史上的真空期:在这2000万~3000万的时间里,暴龙从灌木丛中的三流猎手,一跃成为了我们噩梦里的巨大爬虫,此前科学家没有发现体现这个变化过程的化石证据。


031516_trex.jpg

这是一张帖木儿龙骨骼的还原图。图中红色的部分是已经发现的骨骼化石,白色的部分代表仍待发现的骨骼,这些骨骼是根据其他暴龙近亲推断而来。图中每块骨骼图片的比例尺均为2cm。图片来源:《美国科学院院刊》


我们收集到了帖木儿龙骨架的许多碎片,包括部分鼻骨和颌骨,几块位于脖子、背和尾的脊椎骨以及前后肢的碎块。就像一款拼图游戏,这些骨头显示帖木儿龙大约长3~4米,重170~270千克,大致与一匹马相当。


帖木儿龙应该是一种残暴的生物,但是还远远比不上霸王龙。事实上,它甚至连食物链顶点的边都够不到。帖木儿龙仍然生活在其他掠食者的阴影中,比如在白垩纪更早期出现的异特龙(allosarus)。异特龙是当时最顶级的捕食者。


不过,真正有价值的信息来自我们对另一部分骨骼的研究:脑颅,也就是颅骨背面那块围绕大脑、耳朵和鼻窦的融合骨。我们把它放入一台CT扫描仪,以便查看头骨内部的结构,并用数字技术模拟大脑和感觉器官的形状。


结果出乎我们的意料:帖木儿龙具有与霸王龙这类大型暴龙同样类型的大脑和听觉结构。这反映出帖木儿龙十分聪明,并且能够听到低频的声音。而先前,这些特征被认为是大型掠暴龙在巨大化过程中才获得的独特能力。


演化的故事


来自乌兹别克斯坦的恐龙新成员给我们讲述了一个故事,这个故事是关于演化如何把自然界一种默默无闻的动物变成一种不可思议的怪物。故事是这样的。


暴龙起源于大约1.7亿年前的侏罗纪,当时暴龙家族的成员还只有人类大小,它们速度飞快,用很长的前肢抓捕猎物。暴龙在接下去的8000万年里都没有发生明显的改变,它们与世无争,只是在阴影里维持生计。


031516_trex_skeleton.jpg史密森尼学会的国家自然历史博物馆,古生物部门的主任Hans Sues正手握一个霸王龙牙齿的铸型(右手)与真正的帖木儿龙牙齿化石进行比较。图片来源:James Di Loreto, Smithsonian


很可能是出于追捕猎物的需要,这些小型暴龙渐渐演化出复杂的大脑和感觉器官。当时它们并不知道在8000万~9000万年前,当异特龙灭绝、食物链顶层出现空缺的时候,这些能力会起到举足轻重的作用。高超的智力以及敏锐的感官让暴龙以势不可挡的姿态加入了顶级捕食者的行列。很快这种体型介于人类和马之间的暴龙成长为骇人的怪物,它们变得比巴士还长,体重超过了1吨。它们的脑袋成了巨大的屠杀机器,它们的前肢——是时已经不那么重要了——退化成了小短手。8000万年前,体型巨大的暴龙统治了如今的北美和亚洲大陆,它们分布在几乎所有陆地生态系统里,取代了那些比它们小的掠食者,捕食任何它们想要的猎物。


这种局面维持了大约1500万年,就在霸王龙叱咤北美大陆西部的鼎盛时期,一颗直径大约10千米的小行星从天而降。仅仅一瞬间,天翻地覆,灰飞烟灭。(撰文:Stephen Brusatte 翻译:祝锦杰 审校:韩晶晶)


原文链接:

http://www.scientificamerican.com/article/new-tyrannosaur-species-reveals-how-the-king-of-the-dinosaurs-won-its-crown/