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“一生难求的发现”——生活在恐龙时代的庞然大物

原理  · 公众号  · 科学  · 2018-11-26 20:29

正文

一只体型巨大、行动迟缓的野兽行走在古老的欧洲大陆上。它以草为食,有大象那么大。但它并非恐龙……


Lisowicia bojan i。| 图片来源:KAROLINA SUCHAN-OKULSKA


在古生物学的课堂上,你会听到这样一个故事:”在2.4亿年前到2亿年前的三叠纪晚期,随着恐龙的崛起和体型的壮大,早期哺乳动物和它们的近亲都只能对其避而远之。“


但是,一篇发表于《科学》期刊上的论文给这则简单的故事泼了一盆冷水。因为,研究人员发现了一种神奇的新物种,它有着像犀牛一样的体型,像乌龟一样的嘴,以及比肩非洲象的体重 (约9吨)


古生物学家认为,这种惊奇的生物为审视恐龙时代的开端提供了新的视角。爱丁堡大学的脊椎动物古生物学家 Stephen Brusatte 惊叹道:“谁能想到在一些最早的恐龙身旁,还生活着这样一种像大象般的巨型哺乳动物的表亲?新发现表明,那种曾有利于巨型恐龙的进化力量也在其他生灵上发挥了同样的作用。”


波兰科学院古生物研究所的古生物学家 Tomasz Sulej 与同事 Jerzy Dzik ,以及瑞典乌普萨拉大学的古生物学家 Grzegorz Niedźwiedzki ,在一个陶土坑内发现了这些新的化石。这个土坑位于波兰南部的一个名为 Lisowice 的小村庄,距离克拉科夫市约100公里。人们曾一度为了制砖而开采这个陶土坑。2006年,研究人员得到消息,有人在那里发现了一些骨头碎片。当第一次前往探寻时,他们只用了不到15分钟就发现了化石;在11年的野外工作中,他们挖掘出了1000多块骨头。他们认为,这片地区是三叠纪晚期的河流沉积。


这块不完整的骨化石属于一种远古的食草动物,名为 二齿兽 (dicynodont) ,意为“两颗狗牙”,指代的是上颌特有的长牙,就像是特大号的犬齿。除了上颌的这两颗长牙之外,双齿兽几乎没有牙齿,它的嘴成角钩状,就像现代的海龟那样。它们属于 合弓纲 (一类大型的进化群的总称,包含羊膜动物中所有与哺乳动物相近的物种) 的一部分,我们的哺乳动物祖先也被包括在合弓纲内。二齿兽进化出了一系列惊人的能力:一是能像现代鼹鼠一样打洞,二是它们是已知最早在生活树上的脊椎动物。它们有些体重可重约1.5吨,像如今的河马一般大。它们是从二叠纪中期到三叠纪中期 (即从2.7亿年前到2.4亿年前这段时间内) ,数量最多、种类最多的陆生动物。


起初,挖掘到新化石的研究人员并没有立刻辨认出这是什么物种,部分原因是它太大了,Sulej说:“我们最初以为这是一种蜥脚类动物。”蜥脚类动物是那一时期中已知的最大食草动物,长度可达11米。但通过头骨碎片和肢骨化石表明,这种动物是迄今为止发现的最大、年代最近的二齿兽,也是最大的非恐龙陆生四足动物。他们以这个村庄和一位18世纪的比较解剖学家 Ludwig Heinrich Bojanus 的名字将它命名为 Lisowicia bojani ;据研究人员估计,它在活着时曾身长4.5米、高2.6米,这比之前发现的任何二齿兽都要大40%。我们不禁想要知道,二齿兽是如何变得这么大的?


Lisowicia bojani 的骨骼重建。A. 左肱骨俯视图;B. 左桡骨侧视图;C. 颈椎后位图;D.  脊椎侧视图;E. 左骨盆(髂骨、耻骨和坐骨)侧视图;F. 左股骨前视图;G. 左胫骨侧视图;H. 左腓骨内视图;I. 左尺骨侧视图;J. 左肩胛喙软骨侧视图;K. 方骨肌和方轭骨后视图。浅灰色的骨头代表缺失的部分。| 图片来源:Tomasz Sulej & Grzegorz Niedźwiedzki


以现代人的眼光来看,大多数二齿兽的姿态似乎有些笨拙:它们的后肢笔直,就像现在的哺乳动物一样;但它们的前肢会像蜥蜴那样伸开,肘部弯曲。研究小组认为,由于 Lisowicia bojani 的上臂骨与肩膀相连, 因此它的前腿一定是朝竖直方向伸展的,使得与现代的爬行动物相比它们的姿态更加直立 。这种姿势或许曾有助于它们支撑如此庞大的体重,就像蜥脚类恐龙和现代哺乳动物那样。但也有人认为,在没有软组织的情况下重建姿势可能会很困难。


Lisowicia bojani 的骨骼上缺少出现在大多数二齿兽化石中的一些纹路,这些纹路是骨骼生长放缓时期的标志。 因此这种动物有可能生长得异常迅速,或者到死的时候都还没有完成生长过程 。南非国家博物馆的古生物学家 Jennifer Botha-Brink 说,考虑到这种生物“着实令人惊叹”的体型,“它很有可能长得飞快。”她补充说,这种在骨化石中显示生长放缓的纹路可能随着骨骼的重塑而消失了,这种情况也出现在今天的大象身上。


研究人员普遍认为,蜥脚类动物长得很大是为了避免被吃掉。Sulej说,这对 Lisowicia bojani 来说可能也是如此。在 Lisowicia bojani 的骨层上还发现了一种长5米的食肉动物遗骸 (很可能是恐龙的) ,以及含有二齿兽骨的粪化石







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