巨龙的宝宝,居然是个……小不点!科学人

果壳科学人 2018-11-08 07:39:01

以体型巨大著称的蜥脚类恐龙会生下怎样的宝宝?古生物学家们一直对这个话题饶有兴致,却由于缺乏相应的化石证据而难以解答。不过,在最新一期的《科学》杂志上,来自美国马卡莱斯特学院的研究者们在掠食龙身上窥视到了可能的答案:它们刚孵化的宝宝,居然是名副其实的小不点! 


爹娘壮硕如泰坦,宝宝才到人膝高。成年掠食龙光股骨就有一人高。而刚孵化不久的小掠食龙,背高堪堪到人类膝盖的高度。图片来源:Raul Martin& Kristina Curry Rogers

 难得一见的幼体化石

 
在蜥脚类恐龙中,有一类名为巨龙类(Titanosaur)的恐龙。这类以“泰坦巨人”为学名前缀的恐龙体型巨大,是尾巴短脖子长的素食者。化石证据提示,它们在侏罗纪晚期到白垩纪时期逐渐取代其他蜥脚龙类,比如梁龙类和腕龙类,成为了恐龙灭绝前的主要的植食性恐龙,在世界各地都有分布。


不同巨龙类与人类的体型比较图。图片来源:Conty/wikipedia.org

在而巨龙类中,掠食龙(Rapetosaurus)又是其中坚持得最久的种类之一[1]。而首位报道它们化石的研究者克里斯蒂娜·科里·罗杰斯(Kristina Curry Rogers),也正是这篇描述掠食龙宝宝的论文[2]的第一作者。

此前,巨龙类的宝宝长什么样子一直是个谜。成年掠食龙的体长约达15米,脖子立起来大概能有近30米高——比十层楼还高!若不是发现了它们的恐龙蛋,一些古生物学研究者甚至一度认为,巨龙类得要能够胎生,后代才有机会长这么大。你可能会觉得,这类恐龙世界各地都有分布,找到刚出生不就的恐龙化石不就知道结果了吗?

难就难在这化石上。巨龙类虽然分布广,化石记录却并不理想,幼年个体的化石尤甚。科里·罗杰斯告诉科学人:“大多数情况下,小蜥脚龙的骨骼更脆弱,很容易腐烂,无法成为化石。”先前发现的那些蜥脚类恐龙化石,“哪怕是幼年个体,都比牛还大。”科里·罗杰斯在一项新闻发布会中介绍道:“这是我们首次有机会观察蜥脚类恐龙刚孵化后的样子。

令人吃惊的是,科里·罗杰斯和同事这次发现的小龙臀膏只有约35厘米,估计体重约40千克。“以往从没有人做过类似研究,因为我们从没有过如此小的化石!”科里·罗杰斯难掩兴奋之情,她对科学人说,“这只小掠食龙是已知的蜥脚类化石中最小的孵化后个体之一!这让我们十分兴奋!”分析表明,这只小龙去世时距离孵化时只有39-77天大利用这样的化石,科学家们便有了机会去详细了解史前巨龙们的成长轨迹。


这样小的恐龙是怎么长成“泰坦”的?科学家从骨骼化石中找到了线索。图片来源:DOI: 10.1126/science.352.6284.395

 袖珍的“小巨龙”


要长成比出生时大上百倍的样子,幼龙们会长什么样呢?科里·罗杰斯回顾道:“在研究这些化石前,我的设想是,既然蜥脚类恐龙从孵化到成为巨型成年龙需要经历如此巨大的体型变化,它们在适应不同阶段生物力学需求时,骨头大概会经历剧烈的形状变化。”

然而,这具化石大大出乎了科里·罗杰斯的意料。“我们发现这些龙宝宝们几乎和我们收藏的成年龙化石一模一样。甚至每条肌痕的形状和每根骨头之间的比例都是一样的——这些龙宝宝就像成年掠食龙的缩小版。”这让他们感到十分惊讶。

这些“小巨龙”的特征意味着,小掠食龙孵化后很快便会具有大部分成年掠食龙的特征,能够开始独立生活,然后在体型上逐步跟进。换言之,成年掠食龙们也许并不怎么照料幼龙。其实类似的现象在现生动物里也有出现——“家长”们照料得越周到,“宝宝”成熟得越晚——只是它们从幼年到成年的体型变化不会如此极端。

幼体掠食龙化石对应的掠食龙宝宝与一些哺乳动物新生儿的尺寸比较。图片来源:D. Vital

相应地,当有迹象说明一些恐龙具有育幼行为时,它们幼龙也往往与成年个体有所差异。“我们并没有多少优质的幼龙化石来研究,但对像鸭嘴龙类、角龙类,甚至是一些肉食类恐龙而言,幼龙的骨骼模式似乎和成年龙有些不同。”科里·罗杰斯说,“有迹象表明,这些恐龙的育幼行为和我们在掠食龙上发现的十分不同。” 

“在照顾孵化后的小不点时,幼龙和成年龙的体型区别确实会是一个问题。”科里·罗杰斯说,“根据先前在阿根廷发现的保存完好的有恐龙蛋(里面有巨龙类的胚胎)的巢,我们知道泰坦龙每一窝会产15至40枚卵。你能想象30多米高的成年泰坦龙试图照顾40只小不点的场景吗?!这大概不太可能发生。”娃儿只有自己脚踝那么高,掠食龙家长们也有自己的烦恼。一个不小心,“确实可能有龙宝宝被踩死!”科里·罗杰斯说。  

 识骨寻踪,揭秘生长故事


骨骼化石能告诉我们的,可不只是身体结构而已。技术进步让考古学家们得以从有限的样本中获取越来越多的信息。比如给化石拍一拍CT,就能知道骨头内部的钙质结构。又比如,切开骨头看看其他组织细胞的遗骸,还能知道这只恐龙生前的生长模式和可能有的经历。


科里·罗杰斯发现的掠食龙幼体的骨骼化石。图片来源:Kristina Curry Rogers

“当我们在显微镜下观察骨头时,最感兴趣的特征有供血模式、细胞数量,以及骨骼组织的整体结构。这些特征能让我们估计出相对的生长速率,然后直接和现生动物进行比较。”科里·罗杰斯告诉科学人。他们观察了幼龙腿骨化石中的软骨组织,发现它的钙化部分薄且整齐,就和早成(早熟型)的雏鸟(如家鸽)或早成的哺乳动物(如野兔)幼仔骨骼结构一样。这些雏鸟或幼仔很早就需要离巢或在野外奔跑,因而身体各部位很早就有了和成年个体相仿的特点。

“幼年掠食龙的软骨还透露了它可能的死因。”科里·罗杰斯说,“这些软骨不仅薄,而且有明显的内部边界,这和现代动物在急性饥饿下的软骨形状类似。饥饿也许是玛埃瓦拉努组(Maevarano Formation)地层中常见的死亡方式,这些幼龙的化石就发掘于这里。我们知道当时的生态系统容易干旱,而这些频繁又严重的干旱加剧了当时生活在这里的所有动物(包括蜥脚类幼龙)的死亡。” 

现在,有了掠食龙宝宝的化石,可以研究的问题会源源不断地涌现。“我们目前正在试图从不同大小的骨骼化石中重构掠食龙从出生到成年的生长故事。”科里·罗杰斯展望道,“我们还在研究其他现代动物出生和孵化的信号,希望借此增进我们对现代陆生哺乳动物早成和晚成现象的理解。”

(编辑:Calo;审改:邢立达;排版:Calo) 

参考文献:
[1] Rogers, K. C., & Forster, C. A.(2001). The last of the dinosaur titans: a new sauropod from Madagascar.Nature, 412(6846), 530-534.
[2] Rogers, K.C., Whitney, M., D’Emic, M.,Bagley, B., (2016). Precocity in a tiny titanosaur fromthe Cretaceous of Madagascar. Science,352(6284), 450-453.

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