“河怪”棘龙会像鹳一样捕猎吗?

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棘龙真的是擅于游泳的“河怪”吗?在这场旷日持久的科学辩论中,发表于《古生物志》电子杂志的一项新研究认为,棘龙实际上是形似鹭的涉禽。
绘制:ROBERT NICHOLLS
撰文:MICHAEL GRESHKO
9500多万年前,食肉恐龙在北非的古老河流系统徘徊,关于它们的生活和捕猎情形,科学界一直有所争议。
去年,在国家地理探险家Nizar Ibrahim的带领下,研究人员提出了这样一种说法:棘龙,身长15米,有鳞,背帆1.8米,是一种可以边游泳边捕猎的“河怪”。但在1月26日发表于《古生物志》电子杂志的一项新研究中,两位世界顶尖棘龙科动物(包括棘龙及其亲族)专家提出了另一种可能性。
他们回顾了解剖学证据,转而支持另一种对立的观点,即棘龙是“多面手”海岸捕食者,在捕猎时,会把头伸进水中,捕猎方式有点像现代的鹳或鹭。
棘龙与陆地和水都有关联。从化学特征到孤立的牙齿化石,再到颚部结构,各种证据表明,棘龙多以鱼类和海岸线地带的动物为食。同时,一些化石记录表明,棘龙科动物可以不费吹灰之力,吃掉陆生恐龙,甚至是长着翅膀的翼龙。而如果被水淹没,恐龙蛋里的小恐龙可能被淹死,这意味着至少棘龙至少会上岸产卵。
但新研究表明,关于棘龙在陆地和水中生活的时间分配,以及入水后,在水中如何移动和捕猎,专家们仍有分歧。
在给《国家地理》的邮件中,研究合著者、马里兰大学帕克分校的古生物学家Tom Holtz说,他同意这种看法,在目前已发现的同类恐龙甚至吃鱼的亲族中,棘龙的水性最好。“但半水生和水生动物属于同一个范畴,”他写道。
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在现存的动物中,没有与棘龙非常相似的,但一些科学家认为,这种恐龙可能像今天的鹳一样,涉水过浅滩。上图摄于坦桑尼亚。
摄影:RICHARD J. GREEN, SCIENCE SOURCE
“在我们看来,”Holtz补充说:“棘龙可能比北极熊更擅长游泳,但不如海狮。”
在给《国家地理》的邮件中,Ibrahim表示乐于接受研究提出的另一种可能,但也表示,棘龙游动捕猎的时候,不一定要像鱼类那么敏捷,而且这也不是他的团队给出的解释。
“没有人认为棘龙是一种像海豚一样、速度飞快的捕食者……我们必须考虑到棘龙所在的河流系统里的猎物,包括巨大的腔棘鱼和其他动作缓慢的水生动物,”Ibrahim写道。
“霸王龙的奔跑速度不快,但足以追上三角龙或甲龙,”他补充道:“而这才是最重要的。”
不解谜团
关于棘龙的生活习性,科学家没有达成共识,不足为奇。这是古生物学界无法避免的挑战之一:专家们接触到的化石碎片有限,而且没有奢侈的时间机器,无法检验结果。
雪上加霜的是,棘龙是一种特别令人困惑的生物。按照恐龙的标准,棘龙很奇怪,不同于今天任何活着的动物:身长1.5米,有鳞,背帆1.8米。科学家无法获得一些关键证据:二战期间,在针对德国慕尼黑的一次轰炸中,20世纪初首次被确定为棘龙的埃及化石毁于一旦。
而到2014年,古生物学家大多接受了棘龙吃鱼的说法。他们用了几十年时间,在非洲、亚洲、欧洲和南美洲,寻找、研究棘龙的近亲,得出结论:棘龙科动物是吃鱼专家,可能生活在海岸线地带和河床,在浅滩觅食。Ibrahim的团队进一步推进,认为棘龙大部分时候生活在水里。
但并非所有研究人员都认可Ibrahim的观点。2018年,加拿大古生物学家Donald Henderson 利用计算机模拟,认为浮力、重心和巨大的背帆会让棘龙成为一个笨拙的游泳者。
然而,棘龙身上还藏着更多惊喜。Ibrahim研究的核心骨架(出土于摩洛哥撒哈拉的砂岩地层)具有一系列有趣的特征,包括头骨与鳄鱼的形似、后肢异常短、骨壁厚,像企鹅一样。2020年4月,Ibrahim和同事在《自然》杂志上透露,这个标本还有一条形状奇怪、非常灵活的尾巴;他们认为这相当于一支桨,可以推动棘龙在水中前行。
哈佛大学鱼类生物机器人实验室的测试显示,根据棘龙尾巴轮廓判断,它比其他相关恐龙的尾巴在水中产生推力的效率更高,不过和现代鳄鱼的尾巴比,较为逊色。9月发表的另一项研究发现,在摩洛哥的古代河流沉积物中,棘龙的牙齿数量多到不成比例,为棘龙的水生习性再添力证。
寻找答案
有了这些公开的新化石,Holtz和同事、伦敦玛丽女王大学的古生物学家David Hone通过观察棘龙的解剖结构,重新评估了涉水模型。他们检查了每个特征,以判断棘龙究竟是涉水者,还是活跃的水中猎人,或者这两种解释都符合这些特征。
Hone和Holtz认为,长长的S形脖子说明棘龙最适合从上方伏击猎物,无论是在水面游泳,还是像鹭一样站在浅滩。在水中追逐猎物的捕食者往往脖子更粗短,比如现代海狮。
而且,研究团队指出,棘龙的眼睛和鼻孔还没有进化到头骨顶部,说明想要呼吸和观察,它们需要把头部大部分露出水面。然而,棘龙的鼻孔进化到口鼻部较后的位置,这意味着它们可以长时间把鼻子末端浸在水里,同时轻松呼吸,这非常适合在浅滩等待和伏击猎物。
Hone和Holtz还补充说,虽然棘龙的尾巴可以帮助游泳,但肌肉不够发达,效率也不高,因此棘龙无法在水下追逐鱼类。“我们同意棘龙的尾巴可以帮助游泳,”Holtz写道:“但它的效率甚至比不上一跃而起的伏击者,更不用说追捕者了。”
他们认为,尾巴可能有多种用途。另一些动物,比如长着长长的桨状尾巴的现代双冠蜥,它们的尾巴更多起到了社交、吸引配偶的功能,而对游泳帮助较少。
Ibrahim和同事反驳了Hone和Holtz解释,认为这项研究没有提供新数据,以明确反驳发表于《自然》的那项研究。
“在我看来,结合解剖学特征,说明(这是)一种具有强大的水生适应性,能够在水中游泳的半水生动物,”哈佛大学的古生物学家、2020年棘龙研究项目负责人Stephanie Pierce在邮件中写道:“我不认为棘龙是追逐型捕食者,因为在论文中它的定义非常狭隘,但一种动物可以边游泳边追逐猎物,在水中捉住它。这种行为很难定义。”
很显然,关于棘龙的狩猎方式,Hone和Holtz的研究不会是最后的终结,尤其是发现了更多的化石之后。2019年和2020年,Ibrahim和同事收集了摩洛哥棘龙更多部位的化石,包括脚和踝骨,科学家可以据此判断棘龙的脚是否有蹼。
“所以,如果你想知道棘龙究竟长什么样,请继续关注,”Ibrahim写道:“因为……我们发现骨头了!”
(译者:Sky4)