遺存億萬年的病痛，透露遠(yuǎn)古真實(shí)生態(tài)

王董浩

作為“侏羅紀(jì)”系列的收尾作品，《侏羅紀(jì)世界3》在世界各地掀起了一陣“恐龍熱潮”。在該系列電影中，有一位專門為恐龍治病的獸醫(yī)齊亞·羅德里格茲，她用精湛的醫(yī)術(shù)挽救了主角伶盜龍“小藍(lán)”的生命。

電影為我們構(gòu)建起了一個(gè)人與古生物共存的世界，使很多古生物在受傷后能夠得到良好的救治。而在原始生態(tài)中，古生物受傷生病的確是普遍現(xiàn)象，卻未必有幸得到救治。這些病痛在化石中留下了很多線索，科學(xué)家從中解讀出了大量信息，并建立了一個(gè)學(xué)科——古病理學(xué)。

古病理學(xué)不僅發(fā)現(xiàn)了很多古生物患病的信息，展示出古生物的體質(zhì)狀態(tài)，還挖掘出不少動(dòng)物的行為學(xué)信息。這些信息可以幫助研究者更加準(zhǔn)確地還原該動(dòng)物群的能量流動(dòng)方向，從而增加人們對遠(yuǎn)古生態(tài)的認(rèn)識(shí)。

古病理學(xué)是一門新興的交叉學(xué)科，主要依據(jù)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)理論研究古生物病變，涉及病理學(xué)、生物學(xué)、體質(zhì)人類學(xué)、考古學(xué)等領(lǐng)域。這些病變證據(jù)還會(huì)透露古代動(dòng)物的打斗行為信息，包括被捕食者反抗捕食者、種內(nèi)或種間蹬踏等行為。

由于化石埋藏的局限，絕大多數(shù)病變的證據(jù)都體現(xiàn)在骨骼化石上。經(jīng)過大量研究和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，科學(xué)家們得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：第一，無法在健康的動(dòng)物化石上發(fā)現(xiàn)古病理信息;第二，無法在疾病直接中斷生命的動(dòng)物化石上發(fā)現(xiàn)古病理信息;第三，患病后痊愈的動(dòng)物化石上可以發(fā)現(xiàn)古病理信息。所以，只有那些在患病后延續(xù)了一段時(shí)間生命，病變對其骨骼或其他可保存的組織產(chǎn)生了一定的影響的古代生物死亡后，其病理信息才可能通過化石遺存下來。隨著研究技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們?nèi)缃襁€能夠在愈后的化石中發(fā)現(xiàn)古代生物的患病證據(jù)。

古病理學(xué)發(fā)展至今，科學(xué)家已經(jīng)可以從化石上識(shí)別出包括骨骼破壞、體積變化、變形、增生和腫瘤等五種病變形態(tài)。目前，古病理學(xué)將迄今所發(fā)現(xiàn)的病例，按照動(dòng)物行為分為四個(gè)大類——其他生物導(dǎo)致的病變、自發(fā)性病變或全身性病變、復(fù)雜病變、習(xí)慣性行為導(dǎo)致的病變或退行性病變。

遭遇不尋常襲擊，

巨大骨痂化石留痕

其他生物導(dǎo)致的病變，顧名思義，其影響來自外界生物。影響病變個(gè)體的生物包括但不限于細(xì)菌、真菌或其他脊椎動(dòng)物，造成的影響包括感染、撕咬傷、撞擊傷和蹬踏傷等。比如，晚侏羅世時(shí)期生活于四川的和平中華盜龍，是知名的異特龍超科成員。這種體長約7.6米的頂級(jí)捕食者，其肩胛骨位于背內(nèi)側(cè)，照理說是不易受到傷害的部位。但是，古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有一只中華盜龍的肩胛骨骨體有畸形隆起，骨皮加厚且呈不連續(xù)的蜂窩狀——這些都是骨折后愈合的典型表現(xiàn)。肩胛骨骨折暗示了這只中華盜龍?jiān)庥鲞^不尋常的襲擊?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，這種骨折一般是由重大鈍性外傷造成，中華盜龍很可能遭受了類似傷害。

與中華盜龍同時(shí)代的對手中，最有可能對它造成這種傷害的，就是各種蜥腳類恐龍，如馬門溪龍類。馬門溪龍?bào)w長可達(dá)20余米，其最大的特點(diǎn)是脖子長，而且尾巴末端有冠狀的尾錘。

科學(xué)家制作了和平中華盜龍和馬門溪龍的三維重建模型進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)和平中華盜龍的前部軀體恰好處于馬門溪龍尾錘的打擊范圍之內(nèi)。在對馬門溪龍的尾錘進(jìn)行了物理有限元分析研究后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，其尾錘左右擺動(dòng)更有效。結(jié)合和平中華盜龍肩胛骨骨痂的位置，這條不幸的恐龍應(yīng)該是在垂直于骨皮質(zhì)方向遭到了暴力撞擊，這也符合馬門溪龍尾錘的打擊特點(diǎn)。

骨痂和血痂一樣，是讓斷開的骨骼快速拼合的骨組織。從這條中華盜龍的骨折愈合情況來看，由于其骨折發(fā)生在非承重骨，就不能像一些承重骨那樣，因?yàn)橛泄潭ǚ较虻氖芰Χ鴰沓C正效果（現(xiàn)代醫(yī)學(xué)往往使用石膏或夾板來對骨折部位進(jìn)行矯正）。而且，肩胛骨上附著的肌肉眾多，經(jīng)常被使用、牽拉，且受力方向復(fù)雜，所以原始骨痂在形成后，缺乏穩(wěn)定、持續(xù)和強(qiáng)大的應(yīng)力誘導(dǎo)，才會(huì)形成巨大的骨痂，表現(xiàn)出如此明顯的隆起。

科學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，爬行動(dòng)物在骨骼愈合時(shí)趨向于形成大的骨痂，這使它們可快速恢復(fù)行動(dòng)能力，但骨骼完全愈合時(shí)間會(huì)延長，而鳥類和哺乳類卻正好相反。這與不同物種的生活方式息息相關(guān)，但它們都在最大程度上保障了生物個(gè)體生命的延續(xù)。

脊椎融合透露病變，

基因致病已有億年

自發(fā)性病變或全身性病變可能與年齡、遺傳易感性和內(nèi)分泌失調(diào)等因素有關(guān)，發(fā)病機(jī)制復(fù)雜。這類疾病的主要特征和識(shí)別方式是在標(biāo)本中未見其他外傷，但某些全身性疾病也會(huì)引發(fā)骨骼形態(tài)或骨組織的變化，如壞血病導(dǎo)致骨質(zhì)疏松。

許氏祿豐龍和孫氏彝州龍都是來自云南省早侏羅世的蜥腳類恐龍。古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，有不少祿豐龍化石的第7、8節(jié)頸椎融合，而彝州龍的第4、5節(jié)尾椎融合。

一般來說，脊椎關(guān)節(jié)病、彌漫性特發(fā)性骨肥厚（DISH，又稱強(qiáng)直性骨質(zhì)增生癥）、骨折愈合和骨感染，都有可能造成關(guān)節(jié)的骨化愈合。但是，骨折一般會(huì)出現(xiàn)骨變形和骨痂，感染則會(huì)引起骨密度的變化。這些特征在這兩具化石標(biāo)本中都沒有被發(fā)現(xiàn)。而彌漫性特發(fā)性骨肥厚的骨化部位與脊椎關(guān)節(jié)病不同，脊椎關(guān)節(jié)病一般是三節(jié)以上的椎骨融合在一起，出現(xiàn)波浪狀的增生，所以科學(xué)家把它們診斷為彌漫性特發(fā)性骨肥厚癥。

人體醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為，該類疾病的致病因素主要有年齡、遺傳易感性以及內(nèi)分泌失調(diào)，是一種自發(fā)性疾病。這種疾病會(huì)限制生物個(gè)體脊椎的移動(dòng)范圍，從而影響個(gè)體的生活，但是該病痛感不明顯，綜合來看，這種疾病對生物個(gè)體的影響不是特別大。

用牙過度齒窩封閉，

“不良習(xí)慣”拖累恐龍

習(xí)慣性行為導(dǎo)致的病變或退行性病變通常是由于重復(fù)、高強(qiáng)度地使用而造成對骨骼的磨損，或因衰老導(dǎo)致的骨骼退行性改變。

云南祿豐的三疊中國龍是云南早侏羅世比較少見的食肉動(dòng)物，體長5～6米。肉食恐龍兇猛粗暴，它們在捕食過程中因用力撕咬而崩掉牙齒，可謂家常便飯。好在恐龍的牙齒是終身替換的，崩掉或磨損的牙齒都會(huì)被新牙替換。所以，在化石中，肉食恐龍的齒窩上經(jīng)常會(huì)留有殘缺的牙齒，或因牙齒脫落而形成的空洞。

古生物學(xué)家曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)有一條三疊中國龍的右上頜骨的第6齒窩完全封閉，而且其表面非常光滑，這種現(xiàn)象非常罕見。為了了解齒窩封閉的原因，科學(xué)家對其上頜骨進(jìn)行了X光掃描。結(jié)果顯示，與其他齒窩里有礦物增生的情況不同，第6齒窩幾乎是實(shí)心的，被繼發(fā)性骨組織填充了。

一般來說，牙齒缺失與齒窩重塑在現(xiàn)生的哺乳動(dòng)物比較常見。比如，環(huán)尾狐猴喜歡用某顆特定的臼齒來咬堅(jiān)硬的果實(shí)，從而造成這顆臼齒的齒窩封閉。因此，古生物學(xué)家推斷，這條中國龍可能也有類似習(xí)慣，或者因意外咬到硬物而受傷——好在只有一個(gè)齒窩被封閉了，只失去一顆牙齒的它還是可以“大殺四方”。

繼發(fā)感染與骨髓炎，

受傷恐龍飽受折磨

復(fù)雜病變是指綜合兩種、兩種以上，或同種病變多次發(fā)生的病變。較常見的情況是，古生物在受到外傷后，又繼發(fā)傷口感染。

科學(xué)家曾在一具云南許氏祿豐龍化石的肋骨上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)很大的穿孔，孔呈長圓形，長約5.4厘米，寬約2厘米。一般情況下，這種穿孔多是被肉食性恐龍用鋒利的爪子抓傷，或者用牙齒咬傷的。從化石上看，孔的邊緣比較圓滑，孔周圍骨皮已經(jīng)經(jīng)歷了重建，證明傷口已完成愈合。但科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，傷口重建后的骨皮顯得很不規(guī)則且有明顯增厚——這個(gè)現(xiàn)象并不正常。

于是，科學(xué)家又對這條祿豐龍的肋骨進(jìn)行了CT掃描。結(jié)果顯示，肋骨周圍存在反應(yīng)性骨和死骨，這意味著病變已經(jīng)“深入骨髓”。通過與現(xiàn)生脊椎動(dòng)物的骨骼疾病進(jìn)行比對，科學(xué)家們認(rèn)為，造成病變的原因是細(xì)菌感染并引發(fā)了骨髓炎。

傷口感染發(fā)展到這種程度需要較長的時(shí)間，這意味著這條祿豐龍?jiān)谑軅笥执婊盍讼喈?dāng)長一段時(shí)間，它忍受著越來越嚴(yán)重的痛苦。通過現(xiàn)生鳥類或爬行動(dòng)物的患病情況，我們可以大致推斷出這條祿豐龍當(dāng)時(shí)可能出現(xiàn)的一系列癥狀和行為變化，如體溫升高、免疫力減弱、嘔吐、乏力、活動(dòng)范圍減小等。不知道它后來是否死于這次傷口感染，但毫無疑問，這給它的生存造成了很大影響。

（摘自2022年7月22日《文匯報(bào)》）