没想到,“重装坦克”甲龙也有挖掘技术?
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“老鼠生儿会打洞,龙也会!”
这里的龙,指的是恐龙,古生物学家已经发现了恐龙的地下洞穴。虽然有些恐龙不具备精湛的挖掘技术,但或许也能在地面挖个浅坑,如笨重的甲龙。
2021年3月19,古生物学家对一具来自蒙古南部沙漠的甲龙科化石进行了详细研究,发现这只白垩纪的甲龙的前肢犹如大铁铲,可能会在沙漠里刨出一个坑,用来保护柔软的腹部,或者是寻找水源、植物根系和矿物质,相关研究成果发表于期刊《科学报告》。
里的“无名甲龙”
说起来,这具甲龙新化石的身世也颇为坎坷。
1972年至1973年左右,苏蒙古生物联合考察队便在的沙漠中首次发现了它。但当考察队正准备将其带回实验室时,由于材料不足和时间紧迫,只能暂时放弃。一晃三十年,在这期间,无数探险队从它身旁路过,漫天的黄沙早已将化石厚厚地掩盖起来。直至2008年,这只被遗忘在沙漠里的白垩纪甲龙,才被重新发掘出来。
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挖掘现场照片。(图片来源:参考文献[1])
或许是因为饱经风沙侵蚀,这只甲龙的头骨已无处可寻,只剩一副躯干,两米余长,体侧鳞甲清晰,骨骼几乎没有变形,手脚蜷缩在腹部,俨然一副安静沉睡的样子。这种姿势通常被解释为在沙尘暴中,原地死亡,来不及挣扎。
但不巧的是,同一地层的其它甲龙类化石大多只保留了头骨,因此无法与这次新发现的甲龙进行较。这也意味着无法对它进行准确分类,这只甲龙也无法拥有名字,成为了“无名甲龙”,编号(MPC-D 100/1359)将会是它的长期唯一代名词。
编号(MPC-D 100/1359)化石照片及骨骼俯视图,(c)白色骨骼为保留部分,黑色为丢失。(图片来源:参考文献[1])
即便无头又无名,也掩盖不了它的闪光点。这副保留着鳞甲的躯干化石,不仅为研究甲龙科的身体结构演化提供了宝贵材料,而且多个骨骼特征都显示出挖掘的适应性,这意味着“无名甲龙”可能掌握了挖掘的本领。
龙中柯基,腿短但有力
一般来说,大多数苦苦钻研挖掘技术的脊椎动物都有着细长的前爪,才能在挖掘事业上干出一番成绩。古生物学家则认为,甲龙科采取了不同的策略。以这只“无名甲龙”为例,它的肩带和前肢骨骼十分粗壮,掌骨短而宽,呈浅弧形排列。
如此一来,虽然前爪显得又短又宽,但实际上坚硬有力,犹如一把大铁铲。可以想象成一只装备了机械爪的短腿柯基。虽然腿短,但却具备超强的刨土能力。因此,当你穿越回白垩纪的沙漠时,或许能看见一只笨拙的甲龙,挥动着粗壮的铲形小爪爪,在泥沙里奋力刨坑。
编号MPC-D100/1359的“无名甲龙”刨坑想象图。(图片来源:Yusik Choi)
想要成为老挖掘机,还要讲究稳定性。“无名甲龙”身上覆盖着一层厚重的鳞甲,行动缓慢,一旦翻车,就很难起身。对此,它的骨骼作出了相应改变,使之能更好地支撑笨重的躯体,提高身体在挖掘期间的稳定性。
首先,“无名甲龙”的荐前棒含有9个背椎。
荐前棒是甲龙类的棒状结构,由后半部的背椎愈合而成,大多数甲龙科恐龙的荐前棒只包含3-4个背椎,而“无名甲龙”多达9个,能起到更好的支撑和保护作用,协助身体承受更大的重量。
“无名甲龙”的荐前棒所含背椎数量及对。(图片来源:参考文献[1])
其次,“无名甲龙”的趾骨数量少于早期的甲龙科。
研究发现,随着时间推移,甲龙科恐龙的趾骨数量会逐渐减少。这种现象也存在于地球上最大的陆地动物——蜥脚类恐龙之中。为了适应大体重,恐龙趾骨数量减少的趋势更加惊人,例如一些泰坦龙类在演化过程中已经完全丢失了第五根脚趾的趾骨。同时,前肢指骨也不断地丢失,逐渐变成柱状四肢。
蜥脚类恐龙的趾骨数量演化,(-h)趾骨数量一直减少,作为泰坦巨龙类的“后凹尾龙”的V趾已经丢失完全趾骨。(图片来源:参考文献[2])
不仅如此,趾骨数量减少还会降低后肢的灵活性,从而换取更高的稳定性,让“无名甲龙”在埋头刨坑的时候,能把身体牢牢固着在地面,避免左摇右晃。
最后,“无名甲龙”的身形非常稳。
化石显示,它的第3-6根肋骨,均有不规则的骨板状突起,并彼此重叠,在肋骨之间形成一个大型骨板,这种结构必然会降低躯干的灵活性。再加上它的梭形体型,中间宽大,前后细窄,进一步帮助“无名甲龙”在挖掘或摆尾时保持身体的笔直。可见,“无名甲龙”为了当一只稳稳当当的“挖掘机”,可在演化中费了不少心思。
“无名甲龙”的骨骼侧视图,黄圈为3-6根肋骨之间的不规则骨板,(d)附带鳞甲,(e)没有鳞甲。(图片来源:参考文献[1])
挖掘技术,只是我的保护色
甲龙为什么会拥有挖掘技能呢?科学家猜想,可能是出于自我保护。
虽然甲龙科恐龙从头到尾都覆盖着厚重鳞甲,尾巴末端又是大骨锤,肩部甚至还能长出骨质尖刺,看似防御力已然爆棚,但别忘了,它们还有着相对柔软的腹部。长期以来,人们认为甲龙的终极防御手段是蹲下来,把四肢蜷缩到腹部,就像是一座全方位无死角的铁甲堡垒。
倘若甲龙会挖掘,那它们就可以把身体固定在浅坑里,防止被捕食者撞翻。同时把四肢和柔软的腹部隐在沙石之下,只暴露布满鳞甲的背部,与环境融为一体,让捕食者难以发现自己。在现存的角蜥身上,我们也可以发现类似的策略。
现代角蜥。(图片来源:DesignPicsInc/Depositphotos)
除了成为更强的堡垒,挖掘的优势还有利于觅食。甲龙科作为植食性恐龙,可能会挖掘树根作为食物,或者寻找地下水以及矿物质,就像现代的非洲象一样。
其实早在20世纪50年代,就有古生物学家提出甲龙挖掘的假说,作用也是自我防卫和生存。但到目前为止,这类假说的核心,依旧是甲龙的骨骼特征表现出了挖掘的可能性。因为在含有甲龙科化石的地层中,尚未找到与之相关的洞穴或挖掘痕迹。
但没关系,如开篇所述,人类已经发现了正会打洞的恐龙。
挖掘技术哪家强?当属西北“掘奔龙”
在西北部的蒙大拿州,这里有大面积的晚白垩纪时期的地层,埋着各种脊椎动物的骨骼、牙齿和蛋壳,以及它们的家——地下洞穴。
2007年,一项研究叙述了首例恐龙穴居行为的化石证据:古生物学家在蒙大拿州发现了一个9500万年前的地下洞穴,洞穴的最深处,躺着三具恐龙骨骼化石,均属于掘奔龙(Oryctodromeus)。因此,掘奔龙也是第一种被证实有穴居行为的恐龙。
正在发掘中的洞穴遗址,白色是人工石膏,起到保护作用。(图片来源:montana.edu)
这个掘奔龙的洞穴长约2米,宽70厘米,整体像一个倾斜、弯曲的隧道,拐弯处还连接着两个小隧道,直径仅几厘米宽,可能是共生小型动物的杰作。至于此洞的“主人”,三只掘奔龙的骨骼散落在洞穴的末端,这里或许曾是它们的巢室及储物室,但如今却成了墓室。
洞穴照片与示意图,三只掘奔龙的化石在洞穴最深处。(图片来源:参考文献[4])
化石显示,三只掘奔龙分别是一大两小,成年个体长约2米,幼年个体长约1米,洞穴的大小与宽度足以成为它们的身之地。此外,掘奔龙的化石都没有经过流水搬运作用,骨骼上也没有肉食动物的咬痕及断面,所以体并非是被流水和掠食者带入洞穴深处,更可能是它们生前就居住在洞,并死在其中。
在掘奔龙死后,体逐渐腐烂,风沙不断灌进洞穴,直至将它们淹没……
三只掘奔龙的生活场景想象。(图片来源:Mark Hallett)
一大两小,埋于地下。古生物学家不禁猜想,掘奔龙可能拥有亲代养育行为。每当新生命破壳,成年掘奔龙就会在洞照顾幼崽,直至幼崽可以自生活,从而提高幼崽的存活率,延续种群。虽然相现今的鼹鼠、土拨鼠等挖掘高手,掘奔龙的前肢也稍显逊色,无法给自身以及幼崽建造更宏伟的地下庇护所,但它有着修长的后肢,矫健身姿能在地面上寻找食物时躲避捕食者。掘奔龙:挖掘和逃命两不误!
掘奔龙洞穴的发现,也曾让古生物学家进行了一番遐想:当6600万年前那颗小行星在地球上炸开了花的那一刻,是否存在一些于挖掘的恐龙,躲在地下庇护所从而逃过大灭绝呢?
总之,恐龙演化史是一部长剧,挖坑的“无名甲龙”和打洞的掘奔龙,仅仅是恐龙常生活的一丁点儿。这群家伙从最初的两足行走开始,就不断地改变身体结构和功能形态,去适应生活。在挖掘之余,它们还有地栖、树栖、甚至水栖……在它们的不懈努力之下,这部生活长剧得以延续至今。
所以,打工人,打起精神,像恐龙一样,向生活发起进击吧!
参考资料:
[1] Park, JY., Lee, YN., Currie, P.J. et al. A new ankylosaurid skeleton from the Upper Cretaceous Baruungoyot Formation of Mongolia: its implications for ankylosaurid postcranial evolution. Sci Rep 11, 4101 (2021).
[2] González Riga, B., Lamanna, M., Ortiz David, L. et al. A gigantic new dinosaur from Argentina and the evolution of the sauropod hind foot. Sci Rep 6, 19165 (2016).
[3] Fastovsky, D. E. amp; Weishampel, D. B. Dinosaurs: A Concise Natural History 2nd edn. (Camridge University Press, Camridge, 2012).
[4] Varricchio David J, Martin Anthony J and Katsura Yoshihiro 2007First trace and ody fossil evidence of a urrowing, denning dinosaurProc. R. Soc. B.2741361–1368.
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