恐龍死亡現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

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無(wú)論是關(guān)節(jié)相連的、還是混雜堆在一起的，發(fā)現(xiàn)數(shù)量最多的往往是史前化石的代表，包括異特龍、劍龍和梁龍等。這是因?yàn)橘_紀(jì)的季候性洪水會(huì)將多個(gè)物種的恐龍骨骼沖到一起，堆積成巨大的骨堆，后續(xù)覆蓋的沉積物則會(huì)使它們變成化石。然而，對(duì)那些試圖從骨骼堆中厘清史前細(xì)節(jié)的專家來(lái)說(shuō)，這些看似巨大的科學(xué)寶庫(kù)卻有著讓他們大傷腦筋的一面。

“我們面前的骨床中有多少只恐龍？”這個(gè)問(wèn)題可能看似簡(jiǎn)單，但古生物學(xué)家卻不這么認(rèn)為。無(wú)論每具恐龍骨架有多大，它們都是由200多塊骨頭組成的。當(dāng)這些骨床在侏羅紀(jì)晚期被沖積堆疊后，其中的骨骼只有很少能保持完整。細(xì)菌腐蝕、食腐動(dòng)物吞食及攜帶泥沙的洪水沖擊，都會(huì)使殘骸支離破碎。比如在美國(guó)猶他州中部的克利夫蘭勞埃德恐龍采石場(chǎng)等地，古生物學(xué)家就找不到完整的、仍然相互連接的骨骼。而他們僅憑在當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)的46副異特龍的左股骨或大腿骨化石，就估計(jì)這個(gè)遺址至少有46具異特龍的遺骸。

然而，上述估計(jì)只能體現(xiàn)最低數(shù)量，因?yàn)橛行﹦?dòng)物的左股骨可能已經(jīng)丟失。類似情況也適用于其他史前骨床。德國(guó)波恩大學(xué)研究生凱莉·維爾斯馬-魏安德說(shuō)：“到目前為止，區(qū)分骨骼所屬的個(gè)體主要是基于這些骨骼被發(fā)現(xiàn)時(shí)是否仍有關(guān)節(jié)連接或者緊密相連。”通常情況下古生物學(xué)家會(huì)假設(shè)：在相鄰的發(fā)掘區(qū)間內(nèi)，來(lái)自同一物種或等大物種的骨骼都屬于同一只動(dòng)物，但目前還沒(méi)有辦法可以有效驗(yàn)證這種觀點(diǎn)。如今，維爾斯馬·魏安德和同事提出了一種解決方案，他們希望通過(guò)顯微鏡觀察骨骼內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分辨不同骨骼間的關(guān)系。

長(zhǎng)期以來(lái)，古生物學(xué)家十分關(guān)注美國(guó)懷俄明州的豪·斯蒂芬斯和豪·斯科特采石場(chǎng)。但是就像美國(guó)西部其他著名的出產(chǎn)侏羅紀(jì)化石的區(qū)域一樣，這里的遺骸在被埋入地下以前就已經(jīng)被打散了。然而，通過(guò)檢查骨骼內(nèi)部的細(xì)微結(jié)構(gòu)，研究人員或許可以匹配這些零散的骨頭，從而識(shí)別它們之間的聯(lián)系。

研究小組在長(zhǎng)頸蜥腳類恐龍上取樣，小心地將肢骨化石切成薄片，然后放在顯微鏡下研究。他們的研究首次結(jié)合了幾種不同類型的微觀結(jié)構(gòu)分析方式，從而可以更好地縮小范圍，確定哪些骨骼屬于同一個(gè)體。這項(xiàng)技術(shù)會(huì)仔細(xì)檢查多項(xiàng)特征，比如骨骺線，骨骼組織中血管經(jīng)過(guò)的開(kāi)孔，以及新組織生長(zhǎng)取代舊組織時(shí)形成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

“我認(rèn)為，在解決這種普遍存在的問(wèn)題時(shí)，這是一種聰明的方法?！泵绹?guó)阿德?tīng)柗拼髮W(xué)古生物學(xué)家邁克爾·迪埃米克說(shuō)。畢竟，研究人員很難判斷某塊特定的骨頭是與當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)的其他骨頭屬于同一個(gè)個(gè)體，還是屬于另一只恐龍。對(duì)于幾十年前就復(fù)原成型的歷史藏品而言，這點(diǎn)表現(xiàn)得尤為明顯。因?yàn)樵诓┪镳^里展出的有些恐龍是由來(lái)自同一地點(diǎn)的多塊骨頭拼接而成的，研究人員無(wú)法核實(shí)組成這只恐龍的各個(gè)部分到底屬于同一只還是來(lái)自多只不同的動(dòng)物。如果博物館允許進(jìn)行必要的骨骼取樣，“這篇論文就可以為確定骨頭的歸屬提供全新的方法。”迪埃米克說(shuō)。

在數(shù)十年的研究中，科學(xué)家深入分析了恐龍骨骼如何記錄自身生長(zhǎng)和生活過(guò)程中的信息。維爾斯馬·魏安德說(shuō)，之前的研究重點(diǎn)是不同地點(diǎn)的不同骨骼，“但是我們現(xiàn)在可以把之前普遍適用的方法應(yīng)用到特定的恐龍化石上?！?/p>

以一只蜥腳類恐龍為例，它的綽號(hào)叫“馬克斯”，幾乎所有的部分都是從一堆散亂的骨頭中找出來(lái)的。當(dāng)時(shí)兩塊小腿骨是連在一起的，但其他孤立的骨頭真的屬于這只需盔龍嗎？研究人員發(fā)現(xiàn)，許多關(guān)節(jié)脫離的骨頭與那段關(guān)節(jié)相連的骨頭在結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)上相匹配，說(shuō)明它們同屬一個(gè)個(gè)體?？茖W(xué)家也發(fā)現(xiàn)，有些骨骼僅僅根據(jù)外形就被歸為“馬克斯”的，但實(shí)際上這些骨頭屬于其他動(dòng)物。因此，在“馬克斯”死亡1.48億年后，科學(xué)家成功縮小了范圍，準(zhǔn)確找出了真正屬于它的骨架。

這項(xiàng)研究確實(shí)存在某些局限性。西科羅拉多博物館古生物學(xué)家朱莉婭·麥克休說(shuō)：“單具骨骼的不同部位也具有不同的生物力學(xué)限制，并保留著略微不同的生物力學(xué)屬性?！本S爾斯馬·魏安德也承認(rèn)這種差異，但她同時(shí)指出，他們的研究方法能更好地確定哪些骨頭不屬于同一個(gè)體。從關(guān)節(jié)仍然連接在一起或者彼此緊密關(guān)聯(lián)的骨骼著手，有助于設(shè)立基線，進(jìn)一步推測(cè)其他骨頭的歸屬關(guān)系?？梢哉f(shuō)，顯微分析綜合了多種不同類型的分析方式，是檢驗(yàn)骨頭是否屬于同一只動(dòng)物的最有效的手段。

麥克休表示，利用微觀結(jié)構(gòu)確定特定恐龍骨頭的歸屬，不僅可以更好地估計(jì)研究區(qū)域中恐龍的數(shù)量，還可以開(kāi)發(fā)其他用途，而不僅局限在恐龍研究上。她表示，無(wú)論它們是侏羅紀(jì)恐龍還是其他哺乳動(dòng)物的化石，“這種方法都有助于確定單個(gè)骨床上種群的年齡信息”。

維爾斯馬·魏安德說(shuō)，這種方法還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，它有助于揭示這些遺骸是如何被帶到當(dāng)前位置。例如，面對(duì)一條已經(jīng)石化的河道，將骨骼與特定的恐龍進(jìn)行匹配，可以幫助古生物學(xué)家確定它們被埋沒(méi)時(shí)水流的方向。這種方法能夠重建骨床形成的關(guān)鍵過(guò)程，也能確定骨床是記錄了一次還是多次埋藏事件。

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