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“恐龙院士”徐星:恐龙真的有这么大吗?

第一教育  · 公众号  ·  · 2025-01-26 18:54

正文

翻开部编版《语文》四年级课本,一篇《飞向蓝天的恐龙》向孩子们揭示了科学家在古生物研究方面取得的重大发现。这篇课文的作者徐星是中国科学院唯一的“恐龙院士”,他也是目前世界上发现并命名恐龙最多的科学家。



恐龙到底有多大?近日,上海科技馆推出“科际穿越·科创校长空间站”系列课程,邀请科学家、教育工作者们带来科学盛宴,共话科创教育。这一期,徐星来跟大家讲讲恐龙。






恐龙如果不是非常大,是否还会灭绝?



恐龙这种生活在亿万年前的神秘生物,一直以来都散发着令人难以抗拒的魅力。无论是天真烂漫的孩子,还是严谨专业的科学家,都对它们深深着迷。为什么恐龙会有如此巨大的吸引力呢?


恐龙以其奇特的外貌和庞大的体型成为孩子的最爱之一,同样也是像徐星这样的古生物学家的最爱。目前发现的化石包括恐龙骨骼化石、恐龙蛋化石、恐龙脚印化石,这些化石帮助人们了解了恐龙世界的方方面面。



恐龙是非常让人生畏的动物,大家对它的第一印象就是无比巨大,这种巨大的体型也引起了科学家的关注—— ‌2005年,美国《科学》杂志在其创刊125周年之际,公布了125个最具挑战性的科学问题‌。 这些问题涵盖了多个学科领域,包括物理学、生物学、天文学、医学、信息科学等。 这其中就 列举了和恐龙相关的问题: 恐龙为什么灭绝了?恐龙为什么都那么大?


科学研究者 往往 喜欢较真,在徐星看来, 《科学》杂志提出的 这个问题也隐含着另外一种假设:恐龙非常大,但如果恐龙不是非常大,它是否还会灭绝?虽然这个问题有点拗口,但很多科学问题实际上就是通过研究其背后的假设而有了新的发现,不仅是古生物学有这样的问题,其他自然科学领域都有这样的假设。


徐星表示,恐龙为什么这么大,这个问题 看起来一目了然,但实际上并不是 显而易见的。比如红绿色盲走在街上,红绿灯对他来说就不是红绿灯,很多光学现象也可以造成人类对这个世界的误判。






恐龙那么大,衡量指标是体长还是体重?



对于科学家来说,研究“恐龙为什么那么大”,首先是语义上的问题:当人们说恐龙特别大的时候,大究竟是什么意思?是体长还是体重?因为这些指标都会给出关于“大”的答案,但又有区别。所以科学家在做“恐龙为什么这么大”这样的一个科学问题的时候,首先就要找到合适的指标,究竟是测量体长还是体重。


大家在自然博物馆看到恐龙标本的时候,第一印象一定是恐龙的体长。在上海自然博物馆就有很多恐龙的标本,有的体长十几米,有的甚至超过三十米,显而易见这是非常庞大的动物。



但在科学家看来,恐龙原本未必这么大。目前的恐龙标本都是复原的,需要通过研究 演化关系上相近的几种恐龙 ,根据已有的完整化石进行数据分析,来推测其他标本缺失的化石,再进行弥补。 但如果某个标本的相似物种中没有保存某一块骨头或者比例跟缺失的这块有很大的差距,甚至参考的物种并不是相近的物种,复原恐龙的长度就会产生误差。


那么再来看另外一个常用指标——体重。如何测量亿万年前已经灭绝的恐龙的体重? 皮肤肌肉等软组织和体液保存不下来,很难直接算出体重



科学家发明了一套方法,还是以现代生物为参考,比如大象、长颈鹿这样的大型生物,也包括地球上其他各类生物,研究它们的体重与某块骨骼的关系,以此找到一个规律,来反推恐龙的体重。


这套方法有没有用,好不好用?徐星表示,目前来看这是一个比较好用的方法, 但也存在很多的不确定性。现代的生物跟恐龙的身体结构有多接近?身体的密度一样吗?比如地球上有1.1万种鸟,它们身体的密度跟哺乳动物就有差异。


科学家还是找到了一些方法 去克服这些问题, 最终得出了让科学家也感到 惊讶的数据: 比如最大的植食性恐龙可能体长超过60米、 体重达到120吨,而小朋友比较 熟悉的 食肉的霸王龙体长十几米,体重也有 8吨多。



现存陆生脊椎动物里 ,食肉的老虎体重只有几百千克,食草动物大象的体重只有十几吨,而已知的最大的恐龙,不管是植食性的还是肉食性的恐龙体重体长都在它们十倍以上。 这也是为什么《科学》杂志在125个最具挑战性的科学问题‌中提到关于恐龙的问题。


在徐星看来, 解决一个科学问题,先要解决关于这个问题的假设。 在解决假设的时候,还会冒出很多的不确定性,这就是科学家要做的工作——把所有的假设都证明了,把所有的不确定性都移除。 科学研究在未来还有很长的路要走,这也是科学家的乐趣,即 乐在途中、 了解自然。







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