霸王龍這樣的大型肉食恐龍為什麼有著非常可笑的小手臂
霸王龍是最具代表性和最具知名度的恐龍之一,它們生活在6500萬年前白堊紀晚期,過去曾遍布整個北美。它們體型巨大,身高超過6米,體重可以超過8噸,它們有著巨大的頭顱——已知最大的霸王龍頭骨化石達到1.54米長,以及粗重的尾巴來平衡頭部。
Warpaintcobra
霸王龍是雙足行走的恐龍,為了支撐自己龐大的身軀,它們的後肢也相當粗壯,但是前肢卻和後肢形成了鮮明對比,它們的前肢相當短小,與霸王龍的身材格格不入,甚至有一點點可笑,就像是發育不全一樣。
那麼,有趣的問題是,為什麼暴龍會長成這樣,它們的前肢到底有什麼用呢?
由於暴龍的知名度極高,所以很多人認為大部分恐龍的前肢都是這樣細小的,其實並不是的,只有霸王龍,以及它的許多獸腳亞目近親才是這種特徵。
之所以這些恐龍如此奇怪,或者說它們細小的前肢到底有什麼用,這至今是個謎,但是科學家圍繞著這一特徵提出過許多假設。
我們先明確一點,獸腳亞目細小的手臂對捕獵來說確實應該沒多大幫助,因為這些手臂對於身體而言實在是太短了,根本夠不著獵物。
但是,最近有一些研究指出,霸王龍的前肢雖小,但它的力量應該並不小,這又給這些手臂的作用披上了一層迷霧,因為如果它真的沒什麼用的話,它根本不需要如此的強壯。
其實,演化生物學家推測生物的一種生理特徵具體有什麼用,通常會圍繞兩方面來做解釋,要嘛是生存所需,要嘛是性選擇的特徵,要嘛是純屬為了吸引異性。
關於獸腳亞目恐龍的前肢,主流的解釋也都是關於這兩方面的。
在生存方面,一些古生物學家認為,這種短小的前肢是為了不讓「隊友」咬斷而進化的。
這算是關於恐龍細小前肢的最新解釋,相關論文於2021年發表《波蘭古生物學報》雜誌。
很多人可能不知道,像霸王龍這種龐然大物,有足夠的證據表明,它們是成群結隊一起進食的動物,並不是那種獨自狩獵並凶狠護食的食肉者。
也因為如此,霸王龍被打上了「食腐」的標籤,讓它到底是不是頂級掠食者存在巨大爭議。
考慮到這些恐龍巨大的咬合力,如果它們的前肢足夠長的話,集體進食時很可能會被“豬隊友”咬斷,所以就變得如此之短。
換句話說,恐龍前肢對它們的生存有一些障礙。不過更重要的是,這麼細小的前肢對這些恐龍的生存並沒有什麼負面影響。
霸王龍標本「蘇」 Evolutionnumber9
前肢細小的恐龍基本上都是肉食性的獸腳亞目恐龍——其實幾乎所有食肉恐龍都是來自這個類群,你會發現這個類群除了前肢細小之外,它們頭顱往往也不成比例的巨大。
這是因為這個類群都是高度特化的恐龍,它們捕獵高度依賴的是自己的咬合力和強大脖子,是用嘴巴咬住獵物,然後用脖子的力量甩打獵物,以此捕獵,而不是用前肢去控制住獵物。
霸王龍被認為是陸地上有史以來咬合力最強的動物,它們的咬合力可以達到6噸。
至於科學家是如何知道這一點,這個涉及一個被稱為「生理橫截面積」(肌纖維垂直切割後的面積)的數據。
科學家透過觀察恐龍還活著時肌肉附著和拉動的骨骼上的細微痕跡,可以估算出每塊肌肉的大小,從而估算出“生理橫截面積”,以此推斷出這些肌肉能夠提供多大拉力或者咬合力。
為了提供足夠大的咬合力,這些肉食恐龍需要長出足夠的肌肉,而為了給這些肌肉提供支撐,它們的頭部變得如此巨大。
食肉牛龍將小手臂發揮到極致Fred Wierum
當這些肉食恐龍足夠依賴頭部捕獵時,它們的前肢似乎確實沒多少用處,所以給它可以短小一點,甚至像食肉牛龍那樣幾乎退化,也並沒啥影響。
當然,我們不用懷疑這種生存方式是否合理,優化咬合力對掠食者來說,肯定不會比前肢變得靈活來得糟糕,甚至可能更有競爭力,自然界靠一張嘴巴的掠食者很多。
那麼,既然沒啥用,為什麼沒有直接退化,甚至對一些這類恐龍來說,前肢還如此強壯呢?
對生物來說,其實並不是啥沒用,啥就會消失,許多動物都存在一些不影響生存卻沒啥用處的生理特徵。
不過,許多人認為這類恐龍的前肢還有其它方面的一些用途,並不是毫無用處,其中最常見的解釋是就是與交配行為有關係。
1905年,亨利·費爾菲爾德·奧斯本(Henry Fairfield Osborn)命名了霸王龍,他同樣對霸王龍的前肢感到不可思議,因此這種特徵最早的解釋就是由他提供的。
亨利認為霸王龍粗短的前肢可能被用作某種交配工具,並讓它們在交配季節更具優勢,隨著化石樣本的積累,這個解釋至今還是這類恐龍短小前肢最被認可的假設之一。
其它還有許多解釋,包括幫助恐龍在摔倒時起身,挖巢和梳理毛髮,甚至是用於武器。
其實,從化石記錄推斷前肢的具體作用是很難的,或許我們永遠不可能知道這些恐龍用前肢來做什麼,但是它確實非常容易激起我們的好奇心。