揭秘雷克斯霸王龍

鄧雪梅/編譯

雷克斯霸王龍

●即使是最富盛名的恐龍，也隱藏著一些不為人知的秘密。本文對于雷克斯霸王龍（Tyrannosaurus rex）的研究內(nèi)容，包括古生物學(xué)家是如何研究這具最具魅力的食肉動物所引出的許多熱點話題，或也是讀者最想要了解的東西。

1905年末，新聞記者們滔滔不絕地討論著古生物學(xué)家在蒙大拿州荒地發(fā)現(xiàn)的一些史前怪獸骨?。ɡ卓怂拱酝觚埢?。當(dāng)時《紐約時報》以”殘暴的蜥蜴王”為題來描述這一物種，并把它稱為“人類有記錄以來最為恐怖的殺戮動物”。從20世紀(jì)開始，雷克斯霸王龍（T.rex）從來沒有脫離公眾或古生物學(xué)家的視線。

長度超過12米、有著十幾顆鋸齒狀鋒利的牙齒，這具6 600萬年前的T.rex化石保留了史前食肉動物的范例——今年又引發(fā)了媒體對它的狂熱，其中一篇文章還討論了T.rex食肉或是食腐為主，為此，許多古生物學(xué)家不屑地指出，這一爭論不久前就已經(jīng)解決了，排除了其食腐的說法。

特別令他們煩心的是，這些不是問題的問題蓋過了其他有關(guān)T.rex的更為重要的問題。

例如，恐龍的演化起源之謎，即這一白堊紀(jì)時期的巨獸是如何從侏羅紀(jì)時期的小恐龍族群演化而來、這具T.rex化石是否屬于幼年期、其全身覆蓋的究竟是絨毛還是鱗片，以及為什么T.rex有著如此巨大的頭和下肢、但前肢卻相對弱小。

幸運的是，用英國愛丁堡大學(xué)古生物學(xué)家斯蒂芬·布魯薩特（Stephen Brusatte）的話說：“我們擁有保存完好的T.rex化石實屬罕見。正因為如此，我們才能夠提出許多關(guān)于T.rex的問題，而對于其他的恐龍而言，我們卻知之甚少?！?/p>

以下是古生物學(xué)家如何研究這些最具魅力的食肉動物的一些熱點話題。

模糊起源

就在古生物學(xué)家亨利·F·奧斯本（Henry F.Osborn）命名T.rex后的最初幾十年里，研究人員認(rèn)為，這一巨大的捕食物種達(dá)到了向更大體型物種進(jìn)化的巔峰。鑒于此，T.rex被認(rèn)為是異龍的后代。異龍是一個體長9米的食肉動物，生活在T.rex以前大約8 000萬年，與其他肉食性恐龍一起被歸入肉食龍次亞目的族群中，T.rex為這個兇猛家族中最后、最龐大的成員。然而在20世紀(jì)90年代，當(dāng)古生物學(xué)家開始用更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)對恐龍種群重新分類時，他們推翻了原來的進(jìn)化分支——發(fā)現(xiàn)T.rex家族起源于侏羅紀(jì)時期的一支體型很小、渾身毛茸茸的動物種群，它們生活在異龍和其他食肉動物的陰影之下。

古生物學(xué)家將T.rex及其近親分類在霸王龍科，而霸王龍科處于一個稱為霸王龍超科的進(jìn)化樹頂枝上（霸王龍超科出現(xiàn)在距今大約1.65億年前）。已知最早的霸王龍超科成員，包括生活在距今大約1.5億年前的兩足食肉動物——克里夫蘭史托龍，身長大約2～3米，古生物學(xué)家對這一生物了解甚少，但來自其他早期霸王龍超科的化石證據(jù)，表明了克里夫蘭史托龍有著很長且低矮的頭骨和細(xì)長的前肢。早期霸王龍超科的成員在侏羅紀(jì)食肉動物中其體型屬小型、靈敏的捕食者一類?！芭c其說它們是頂級捕食者，還不如說它們是供玩賞用的小狗”，布魯薩特說。

問題是，霸王龍超科是如何從卑微的體型進(jìn)化成為北美洲和亞洲的頂級捕食者。然而，古生物學(xué)家錯過了這個故事的許多關(guān)鍵部分。從距今大約1.45億年前至距今大約9 000萬年前的一段時期，地層中只有相對較少的恐龍化石，這個時期T.rex成了北美洲和亞洲的頂級捕食者。布魯薩特推測，或是海平面和氣候變化引發(fā)霸王龍科成為統(tǒng)治者的原因，但是，“我們真的需要更多的來自于白堊紀(jì)中期的化石來解開這個謎題。”

過去幾年里，研究人員在中國的巖層記錄中發(fā)現(xiàn)了這些關(guān)鍵時期的一些片段。2009年，芝加哥菲爾德博物館的彼得·馬克維奇 （Peter Makovicky）和同事，描述了在中國西部距今大約1.25億～1億年前的巖層中發(fā)現(xiàn)的一個被稱為白魔雄關(guān)龍的長吻霸王龍超科。與侏羅紀(jì)霸王龍超科相比，這一體長約4米的生物其體型大于前者。而且，在2012年，北京中國科學(xué)院古脊椎動物與古人類研究所的徐星（音譯）和同事，描述了相同時間段的一種體長大約9米的霸王龍超科——華麗羽暴龍。

這可能是霸王龍超科和異龍超科重疊的關(guān)鍵過渡期（異龍超科后來逐漸消失）。布魯薩特和同事在研究從中國北部巖層出土的化石中，發(fā)現(xiàn)了一個體長達(dá)5～6米的異龍超科、生活在距今大約9 000萬年前的被稱為毛兒圖假鯊齒龍。他說：“看來異龍超科和霸王龍超科在這段時間與亞洲各地重疊，且體型相當(dāng)?！彼Ｍ磥戆l(fā)現(xiàn)的化石，能有助于了解霸王龍超科是如何以及何時替代了異龍超科的頂級捕食者的位置。

幼年謎團(tuán)

正如T.rex的演化起源是一個迷團(tuán)，它們的幼年個體也是如此。在這種情況下，一種稱做蘭斯矮暴龍的生物成為了這場大辯論的核心——蘭斯矮暴龍和T.rex是同一時間出現(xiàn)在北美洲的霸王龍科屬，前者體長可能超過6米——當(dāng)它首次被發(fā)現(xiàn)的時候，被認(rèn)為是一個獨立物種，現(xiàn)在有研究人員認(rèn)為，蘭斯矮暴龍實際是T.rex的幼年個體。

根據(jù)馬里蘭大學(xué)古生物學(xué)家托馬斯·霍爾茨（Thomas Holtz Jr）的說法，蘭斯矮暴龍的化石標(biāo)本同T.rex非常像，兩者之間的差異類似于其他恐龍物種的未成年個體和成年個體之間的差異——蘭斯矮暴龍的化石標(biāo)本似乎都屬于幼年物種，T.rex化石標(biāo)本則被認(rèn)為是亞成年或成年個體?；魻柎恼f，這表明了這兩種恐龍只是同一個物種的不同階段。

俄亥俄大學(xué)（雅典）古生物學(xué)家勞倫斯·威特默（Lawrence Witmer）并不這么認(rèn)為。2010年，他和同事瑞安·里奇利（Ryan Ridgely）利用CT掃描技術(shù)研究了克利夫蘭自然歷史博物館的蘭斯矮暴龍頭骨標(biāo)本?！爱?dāng)我們研究這個課題的時候，傾向于蘭斯矮暴龍是T.rex幼年個體這一假說”，威特默說。但是，他們發(fā)現(xiàn)了蘭斯矮暴龍腦顱和鼻竇中的一些不尋常的凹槽——凹槽使得恐龍頭骨后部可以充滿氣囊——這些特征和T.rex非常的不同，根據(jù)其頭骨特征是屬于另一個不同的物種，威特默說。

沒有人比南達(dá)科他州希爾城的黑山地質(zhì)研究學(xué)院院長彼得·拉爾森（Peter Larson）更支持蘭斯矮暴龍是一個獨立物種的說法（黑山地質(zhì)研究學(xué)院收集、保存和復(fù)制了許多化石標(biāo)本）。與T.rex牙齒鋸齒緊密排列相比，拉爾森認(rèn)為，蘭斯矮暴龍的牙齒鋸齒太細(xì)。他還指出，這兩個物種在肩帶的解剖差異和頭骨的開孔之間也非常不同。

然而，這些關(guān)于恐龍化石的結(jié)論尚未在任何出版物上發(fā)表，科學(xué)家可能永遠(yuǎn)沒有機會去研究它們。一具可能提供線索的蘭斯矮暴龍骨架標(biāo)本將在11月于紐約拍賣。與蘭斯矮暴龍相關(guān)的辯論有助于提升這個標(biāo)本的價格：估計可能會賣到900萬美元。但是，大多數(shù)古生物學(xué)家無法研究這個標(biāo)本，除非這個標(biāo)本被保存在一個著名的博物館中。

“解決方案可能需要更多的化石標(biāo)本”，威特默說。古生物學(xué)家希望看到能夠表明蘭斯矮暴龍作為獨立物種的一個發(fā)現(xiàn)：一個比任何蘭斯矮暴龍標(biāo)本更類似T.rex的成年個體的年輕霸王龍化石，或者一個顯然不同于T.rex的蘭斯矮暴龍的成年個體。但是，T.rex仍然具有魅力，研究人員不可能放棄長期持有的觀點，也不可能解決持續(xù)幾十年的爭論。“我不知道需要多少數(shù)據(jù)來停止這場爭論”，威特默說。

羽毛爭論

一代又一代的藝術(shù)家把T.rex描繪成覆蓋有鱗片的模樣。然而，就在過去的二十年中，中國的研究人員發(fā)現(xiàn)了許多覆蓋有羽毛或者絨毛的恐龍化石樣本。這些發(fā)現(xiàn)包括了同T.rex密切相關(guān)的物種。

2004年，徐星命名了奇異帝龍——一種體型很小、早期霸王龍超科的恐龍——這種動物化石的尾椎、下頜和身體的其他部位保存了纖維的印痕，表明奇異帝龍曾披著一層絨毛，包括在中國發(fā)現(xiàn)的華麗羽王龍也有這樣的特征。但這些恐龍的羽毛和現(xiàn)代鳥類不一樣，是鳥類羽毛簡化的初期形式。徐星認(rèn)為，最早長有羽毛的恐龍可能用這些羽毛來進(jìn)行視覺展示。后來，它們完全被羽毛覆蓋的原因可能是依賴于其保暖。由于霸王龍超科之間進(jìn)化的密切聯(lián)系，“T.rex或許也有一種初始的絨毛”。

“古生物學(xué)家已經(jīng)越來越無法拒絕T.rex覆蓋有絨毛的理論?！被魻柎恼f。這并不意味著T.rex看似像一只白堊紀(jì)時期的雞。布魯薩特認(rèn)為，它可能覆蓋著相當(dāng)不起眼的毛狀纖維，就如同許多其他的長有羽毛的恐龍一樣。

然而，研究人員并沒有發(fā)現(xiàn)T.rex身上的羽毛印痕，因此不能肯定其身體究竟覆蓋了什么。威斯康星州基諾沙市卡西基學(xué)院的古生物學(xué)家托馬斯·卡爾（Thomas Carr）認(rèn)為，一些未公開的T.rex的近親化石顯示，T.rex有著鱗狀皮膚。這些研究結(jié)果表明，盡管一些早期的霸王龍超科有羽毛，但是霸王龍科（包括T.rex）的種群似乎已經(jīng)經(jīng)歷了從羽毛到鱗片的反向進(jìn)化。

“沒有證據(jù)顯示霸王龍科是有羽毛的，”卡爾說，“并且藝術(shù)家沒有理由用羽毛來描繪這些恐龍，除非發(fā)現(xiàn)霸王龍科的確具有羽毛的證據(jù)?！?/p>

這一爭論超越了T.rex本身的模樣。T.rex是否有羽毛的這一爭論，會影響到研究人員該如何重構(gòu)這些恐龍的生活場景，包括從可能的求偶行為到如何來控制它們的體溫。

前肢爭論

T.rex前肢短小以至于無法觸及它的嘴，其短小的前肢到底有何用途？這一謎團(tuán)困擾了古生物學(xué)家一個多世紀(jì)之久。早期的想法認(rèn)為，兩個短小的前肢可以幫助T.rex在交配過程中從地面站起抓住雌性，或以此支撐身體重心，但隨后放棄了這些觀點。古生物學(xué)家認(rèn)為，T.rex的前肢是退化遺留物——一個受到漫畫家青睞的想法，漫畫家不知疲倦地描繪出T.rex無用前肢的尷尬漫畫。

但是，俄亥俄大學(xué)古生物學(xué)家莎拉·伯奇（Sara Burch）的研究表明，上述對T.rex前肢的描述是不正確的。在對恐龍家族唯一現(xiàn)存成員——鳥類肌肉組織研究后，她認(rèn)為，如果T.rex的前肢是退化遺留物，那么其就會喪失包括肌肉附著點在內(nèi)的解剖學(xué)特征。但是，這些化石“保留了大量肌肉組織的證據(jù)?！彪m然我們不知道T.rex的前肢到底做何用途，但卡爾認(rèn)為，前肢通常是用來捕獲獵物的?！鞍酝觚埧坪推渌F腳類肉食恐龍一樣，通過自己的前肢來抓捕和處理獵物?！?/p>

在對以往肌肉力量的評估基礎(chǔ)上，霍爾茨認(rèn)為T.rex其軟弱的前肢作用不大——許多霸王龍科化石中出現(xiàn)前肢骨折后又愈合的跡象。他說：“它們的生活習(xí)慣不需要經(jīng)常使用這些前肢?！盩.rex的前肢也許主要在求偶或競爭中來展示自己的行為——很可能前肢就隱匿在它們的羽毛里面。

霍爾茨說：“T.rex的許多方面，特別是它的生理或行為方面至今仍是一個謎團(tuán)。”或許，這些謎團(tuán)總會有揭開的那一天。“隨著新研究方法的不斷發(fā)展，我們會為這些生物的探索開辟新的道路?！被魻柎难a充說。相信，隨著研究的不斷推進(jìn)，研究人員對于T.rex這位“殘暴君王”的觀點也將不斷地充實和完善。