作者:张章 来源:中国科学报 发布时间:2013-10-30 9:20:33
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《自然》报道雷克斯霸王龙热点话题

即使是人们最了解的恐龙,也保留着许多未知的故事。古生物学家非常想知道,著名的雷克斯霸王龙隐藏的那些秘密。图片来源:ANDREW HOWE/GETTY IMAGES
 
1905年年底,媒体滔滔不绝地议论着一只史前巨兽的骸骨。古生物学家在美国蒙大拿州的荒地中挖掘出了这些骨头。当时,《纽约时报》将这只巨兽描绘成“蜥蜴类暴君”,宣称它是“有记录的最强大的攻击性动物”。自那以后的1个多世纪里,雷克斯霸王龙一直占据着公众和古生物学家的想象空间。
 
从口鼻部到尾部拉伸长度超过12米,长着数十颗道钉大小的锯齿状牙齿,具有6600万年历史的雷克斯霸王龙依然是史前捕食者的终极案例。但让研究人员气恼的是,一直以来,对于一些无关紧要的问题的争论,让其他更重要的问题黯然失色。
 
例如,雷克斯霸王龙的进化起源仍然是个谜。研究人员试着确定这些白垩纪王者是如何从一系列侏罗纪小型恐龙中产生的。人们还在争论雷克斯霸王龙幼年时期的样子,以及古生物学家是否将其幼年时期错误归为一种独立的恐龙种类。雷克斯霸王龙的外貌也存在争议:一些研究人员认为,这种巨型动物身上覆盖着绒毛而不是鳞片。而且还有令人困扰的问题是,为何雷克斯霸王龙有如此巨大的头部和下肢,但上肢却相对弱小。
 
令人欣慰的是,古生物学家有足够的化石材料进行研究。“我们有很多雷克斯霸王龙化石。”英国爱丁堡大学古生物学家Stephen Brusatte说,“很难得我们能有一种恐龙的如此多的高品质化石,因此我们能研究很多问题,例如,它如何生长、吃什么和如何行动。”这里,《自然》杂志报道了古生物学家如何调查这些问题,以及有关这种迷人恐龙的一些热点话题。
 
模糊起源
 
在古生物学家Henry Fairfield Osborn为这只恐龙取名为雷克斯霸王龙后的最初十几年里,研究人员认为它是更大型食肉动物演进趋势的高峰。在这种观点里,雷克斯霸王龙被认为是异特龙的后裔,异特龙是一种体长9米的食肉动物,生活在约8000万年前。雷克斯霸王龙是食肉龙家族最后和最大的成员。
 
但上世纪90年代,古生物学家使用更严格的遗传分类学分析,打破了上述进化图景。他们再次检查了恐龙种群的关系,并发现雷克斯霸王龙的根扎在一个小型有绒毛的生物系中,这种动物在侏罗纪时期生活在异特龙和其他捕食者的阴影下。
 
这种观点的出现将雷克斯霸王龙及其近亲放置于暴龙超科,出现时间大约为1.65亿年前。该种群最早的已知成员是克里夫兰斯托克斯龙——生活在约1.5亿年前的一种体长2~3米的两足恐龙。早期霸王龙类体型较小,活动敏捷,但是在侏罗纪时期,这种体型将它们置于较低的社会等级上。“与顶级捕食者相比,它们更像宠物狗。”Brusatte说。
 
对于古生物学家而言,问题是霸王龙是如何从宠物狗成长为暴君的。但迄今为止,这个“励志故事”的关键部分仍是个谜。1.45亿年前到9000万年前富含恐龙化石的岩层相对较少。当时霸王龙似乎开始登上顶级捕食者的位子,但研究人员尚未充分绘制出当时的群落图。
 
在过去的数年里,研究人员在中国取得了进展,这里的岩层记录下了一些关键片段。从2009年美国芝加哥菲尔德博物馆Peter Makovicky小组描述的4米长的白魔雄关龙,到2012年中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星介绍的9米长的华丽羽暴龙等,这些发现慢慢揭开了霸王龙进化的秘密。“似乎异特龙和霸王龙差不多同时生活在亚洲,并且体型相近。”Brusatte说。
 
青春期“谜团”
 
雷克斯霸王龙的青春期跟其进化起源一样模糊。这里,辩论的焦点集中于一种名为矮暴龙的生物身上。但这种动物首次被发现时,它被认为是一个独立的物种,但是,有研究人员认为,矮暴龙只是雷克斯霸王龙的少年时期。
 
马里兰大学古生物学家Thomas Holtz Jr.指出,矮暴龙样本非常像雷克斯霸王龙,两者之间的差别类似于其他暴龙种群不成熟个体和成熟个体间的差别。Holtz称,所有的矮暴龙样本都像是青春期动物,而所有的雷克斯霸王龙样本显示其是成年或接近成年的动物,这一事实暗示,它们实际是一种恐龙。
 
俄亥俄大学古生物学家Lawrence Witmer则对此表示怀疑。2010年,Witmer及同事Ryan Ridgely研究了克利夫兰自然历史博物馆一个矮暴龙头骨的计算机断层扫描结果。他们发现,该头骨的脑壳和鼻窦处有一些不同寻常的裂痕。Witmer表示,这些特征与雷克斯霸王龙非常不同,这可能意味着头骨属于一个不同的恐龙物种。
 
南达科他州黑山地质研究所主席Peter Larson认为,与年幼雷克斯霸王龙相比,矮暴龙的牙齿呈过于细微的锯齿状,并密集堆积。他还指出这两个物种在肩关节解剖学和头骨孔洞方面的不同。
 
但是,这些来自化石的结论尚未发表,科学家没有机会来研究它们。“要得出结论,可能依赖于更多的化石研究。我不确定需要多少数据来打破现状。”Witmer说。
 
身披羽衣?
 
数十年来,艺术家描绘的雷克斯霸王龙都是身覆鳞片,很像当今的爬行动物——它们是雷克斯霸王龙唯一的远亲。但是,在过去20年里,中国研究人员发现了一些长着羽毛或绒毛的恐龙标本。其中包括与雷克斯霸王龙有亲缘关系的恐龙物种。
 
2004年,徐星命名了奇异帝龙—— 一种小型的早期暴龙。这种动物的化石显示,其尾部、颌和身体其他部分有纤维痕迹,这暗示这种动物身披“细毛外衣”。来自中国的“华丽暴君”也长着羽状物。华丽羽暴龙的羽毛并不像现在的鸟类羽毛,是后者简化的祖先。
 
徐星认为,最早的有羽恐龙可能使用自己的羽毛进行“视觉展示”。之后全身覆盖着羽毛斗篷的动物可能依靠羽毛保温。由于霸王龙间紧密的进化联系,他认为,“雷克斯霸王龙可能拥有某种原生羽毛”。
 
其他研究人员也赞成这一观点。不过这也并不意味着雷克斯霸王龙看起来像一只白垩纪小鸡。Brusatte表示,它可能长着一些不显眼的毛发状纤维,就像其他一些有羽恐龙一样。
 
迄今为止,人们没有发现雷克斯霸王龙的皮肤痕迹,因此研究人员无法确定无疑地说其身体外层到底覆盖着什么。并且一些人也不准备放弃传统观点。例如,威斯康星州迦太基学院古生物学家Thomas Carr认为,与雷克斯霸王龙有亲缘关系且留下了皮肤痕迹的未公开化石显示,其皮肤外面覆有鳞片。这些发现表明,即使一些更早期的霸王龙类有羽毛,但是名为暴龙科的小种群(其中包括雷克斯霸王龙),似乎经历了从绒毛到鳞片的进化逆转。
 
“没有实验性证据证明暴龙有羽毛。”Carr说,“在确定它们长着羽毛的那天到来之前,艺术家没有理由用羽毛装饰暴龙。”雷克斯霸王龙是否生长着羽毛将影响研究人员如何重建这种恐龙的生命轨迹:从可能的求爱行为到如何控制自己的体温。(张章) (原标题《霸王龙:神秘的史前终极杀手》)
 
《中国科学报》 (2013-10-30 第3版 国际)
 
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