被幼年霸王龍吃掉是什麼體驗?
在最近的一項研究中,科學家深入探討了一個“重要”的問題:被幼年霸王龍吃掉是什麼體驗?答案是,可能就跟被鬣狗吃掉,或者被鱷魚吃掉的感覺差不多。為了得出這一結論,古生物學家先是發現了一塊具有咬痕的埃德蒙頓龍(edmontosaurus)脊椎骨化石,並認為這些咬痕來自一頭年輕的霸王龍(即君王暴龍,學名為Tyrannosaurus rex) 。
埃德蒙頓龍是一種鴨嘴龍科恐龍,通過測量將該化石的咬孔間距和尺寸,並與不同年齡的霸王龍化石進行比較,研究人員發現,這些咬痕與11到12歲之間的霸王龍化石相匹配。
成年霸王龍、幼年霸王龍與人類的體型對比
在確認這些是霸王龍留下的傷口後,研究人員開始嘗試複製傷口的深度和形狀。他們將一顆由牙科級鈷鉻合金製成的牙齒安裝在一個“機電測試系統”上,用它來“咬”一塊牛骨。然後,他們檢查了牛骨上的傷口,以尋找與埃德蒙頓龍脊椎骨化石上的咬痕是否有相似之處。他們發現,幼年霸王龍的咬合力高達5600牛,而人類的咬合力只有300牛。成年或準成年霸王龍的咬合力可達35000牛,足以粉碎獵物的骨頭——這些骨頭碎末可以在霸王龍的糞化石中發現——甚至足以咬碎一輛車。
從幼年到成年,霸王龍的咬合力增加了驚人的6倍,這是因為它們會經歷重要的“青春期”——發生在14歲左右的幼年霸王龍身上。咬合力在這段時間會急劇提升,然後在16到18歲時逐漸下降。從12歲到18歲,這短短幾年時間裡,霸王龍的體型可以增長5倍,每年的食物消耗量可以增長數千公斤。對於這一驚人的生長速度,一些科學家表示了質疑。他們認為,這些所謂的“幼年霸王龍”,其實代表了另一個完全不同的物種:矮暴龍(nanotyrannus)。矮暴龍屬是否有效已經成為古生物學界持續長達幾十年的重大爭議。
從上到下,暴龍屬(Tyrannosaurus)、懼龍屬(Daspletosaurus)、蛇發女怪龍屬(Gorgosaurus)和阿爾伯塔龍屬(Albertosaurus)的體重隨年齡的變化趨勢
對幼年霸王龍驚人咬合力(儘管不如成年霸王龍那麼驚人)的研究進一步證實了,它們確實是幼年霸王龍標本,而不是不同的物種。了解霸王龍的捕食情況在一生中所發生的變化,也可能非常重要。不要把“實驗古生物學”與類似電影《侏羅紀公園》中的研究混為一談,因為前者真的可以提供有關6500萬年前已滅絕物種的重要信息。
這項研究已經發表於近日的PeerJ期刊上,三位作者分別來自美國威斯康星大學奧什科甚分校、加州大學伯克利分校和東卡羅萊納大學。
番外:三葉蟲會咬人嗎?
想像一下,你穿越回了幾億年前的遠古時代,來到了一處陽光明媚的海灘,當你在海水中盡情玩耍的時候,突然發現腳底下似乎有什麼東西。你往下看,發現了一隻三葉蟲。此時,你可能會第一時間冒出一個可怕的想法:三葉蟲會咬人嗎?
當然,三葉蟲早已在2.52億年前滅絕,現在的我們不必擔心會真的被它們咬到。不過,這的確是一個相當複雜的問題。
三葉蟲早已在2.52億年前滅絕,現在的我們不必擔心會真的被它們咬到
首先,我們必須定義什麼是“咬”。如果這個定義中涉及到“頜”(在無脊椎動物中類似的結構常被稱為“顎”)這一結構,那麼答案是否定的,穿越到數億年前的你大可不必擔心。人類具有上頜和下頜,而這種結構要到4.4億年前才在盾皮魚類(Placoderms)身上進化出來——它們也被視為最原始的有頜動物。三葉蟲沒有像人類、魚或狗那樣的頜。不過,一種生物要咬人,它就一定要有上下頜嗎?這是哲學家的問題。古生物學家面臨的問題是:三葉蟲有什麼結構可以代替頜的作用?
首先,三葉蟲綱(trilobita)包含了10目150科5000屬2萬個物種,以其豐富多樣的生態位著稱。三葉蟲可以生活在各種各樣的海洋棲息地中,包括海底和珊瑚礁,它們也可以漂浮在水體中,或者在深水活動。
三葉蟲的顎基和口下板結構
大多數早期三葉蟲是食肉動物或食腐動物。它們通常在海底爬行,攝食各種小型生物,包括死去的三葉蟲、蠕蟲和其他小動物。有的三葉蟲在身體兩側長著一種像腿一樣的結構,稱為“顎基”(gnathobase),有點像鼠婦蟲。三葉蟲兩側的顎基可以沿其中線抓取並傳遞食物,因此它們的“進食”主要發生在中線上。三葉蟲可能會將蠕蟲或其他獵物緊貼在堅硬的中線上,通過顎基來撕裂並碾碎食物,將其送入口中。最後的加工環節,即“咀嚼”,會發生三葉蟲用顎基將食物在口下板(hypostome)上壓碎的過程中。口下板由堅硬的外骨骼構成,是三葉蟲頭部一塊大而扁平的板狀結構,也是三葉蟲最接近下頜的部位。基本上,口下板就相當於一個裝食物的盤子。
如果三葉蟲的口下板很大,並且固定在外骨骼上,那麼它很可能是捕食者。各種各樣的下口板告訴我們,不同種類的三葉蟲會專門捕食特定類型的獵物。有的下口板還具有脊狀或叉狀凸起,可以用來切割獵物。如果三葉蟲的口下板沒有很好地固著在一起,只是像鉸鏈一樣只連接兩個點,那它很可能就是以濾食沉積物為生,用口下板撈起沉積物並從中獲取食物。當然,這些只是三葉蟲生態學的一小部分。作為一個種類豐富的種群,三葉蟲具有多種不同的捕食機制和食物偏好,比如有一種奇特的三葉蟲能與海洋深處的產硫細菌共生。儘管沒有上下顎,但三葉蟲仍以自己獨特的方式實現了“咬”的過程,並發展出了各種不同的進食方式。(任天)