暴龙,那些鲜为人知的“另一面”

2020-08-02 10:50张艳霞
科学24小时 2020年5期
关键词:暴龙古生物学家腿部

张艳霞

起暴龙,人们总是能想起这个种群中最著名的代表 一“霸王龙”,将它与“暴君”、“霸主”、统治者”等一系列威风凛凛的词汇联系在一起。难道暴龙就没有没有弱点吗?事物总是存在两面性的,暴龙也一样,它们不仅有强大、霸气的一面,也有相对脆弱之处,只是这一面往往容易让公众忽视。那么我们就来揭示一下暴龙鲜为人知而又真实的“另一面”吧。

短命的“暴君”

暴龙虽然是恐龙家族中的王者,但它们却是出了名的短命鬼。根据对已有暴龙化石的研究发现,暴龙的平均寿命只有16.6岁。迄今发现的最长寿的暴龙sue,也不过在28岁就“寿终正寝”了。相对于同时代的其他植食性恐龙一两百岁的寿命,暴龙真是短命的暴君。它们在短暂的一生中,到底经历了些什么,使其在16 20岁之间,甚至在更小的时候就死亡了呢?带着这个问题,古生物学家们对北美发现的暴龙化石进行了研究。

暴龙自孵化后,到2岁之前,它们的身躯幼小,时常会招来其他肉食性恐龙或生物的攻击,一旦脱离了父母的庇佑,它们就很难躲避掠食者的攻击而沦为其他生物的盘中餐。因此很多“准霸主”在这个时期就会殒命。有些古生物学家认为,只有大约70%的幼龙可以平安度过这两年。

长到大约2岁的时候,暴龙在体型方面就与当时很多肉食性动物差不多大了。这个时期,它们捕食及躲避敌害的能力得到了极大的提高,死亡率也随之明显降低了。暴龙在2岁之后到性成熟之前的这段时间,可以说是一生中最安全的时期。也正因如此,这个年龄段的暴龙化石被发现的较少。

暴龙大概在14 16岁开始性成熟。性成熟之后的暴龙再次进入了生命中的“危险期”,这个时期它们的死亡率陡然增加,古生物学家发现进入性成熟期的暴龙每年的死亡率超过23%。这个时期的暴龙正值壮 年,是什么生物会对它们造成这么致命的伤 害呢?答案是它们的同类。在一些成年暴 龙的骨骼化石上曾发现过同类撕咬留下的齿痕,也就是说暴龙同现生的其他生物一样也存在种内斗争。暴龙通常可能会为了争夺食物而斗殴,雄性暴龙之间也会为了争夺交配权而相互残杀,很多暴龙甚至会死于为交配繁衍后代而进行的种内竞争。

成年的雌性暴龙同样要面临繁育后代的压力,它们要准备充足的能量哺育后代。在孵卵时,雌性暴龙也会很久不吃不喝不动地保护并孵化自己的幼崽。在这个过程中,可能也会有很多的“妈妈”累得再也起不来了。

由此可见,捕食、繁衍后代过程中存在的各种生存竞争最终影响了暴龙的存活。

跑不快的“霸主”

在科幻影片中,我们通常能看到这样的场景:一只体型庞大的暴龙正张开挂着粘稠唾液的血盆大口,飞奔着追逐落荒而逃的人类,分分钟就将人类踩在脚下,甚至还能轻松地追上疾馳的汽车。那么,具有强壮后肢的暴龙奔跑起来究竟能有多快?真如电影中所描绘的那样,它们能追赶上加足马力的汽车吗?

动物的运动需要肌肉、韧带和神经系统等组织器官的配合。任何动物仅仅依靠骨骼是无法移动的,暴龙也不例外。在化石上很少会保存肌肉等软组织,但是在骨骼化石上可以留下关于软组织的信息。古生物学家通过暴龙股骨上的粗隆,推测出暴龙的大腿上有30多个肌肉群,正是由于肌肉有序的伸缩推动了暴龙的运动。

这个巨大的肌肉群能支持重达数吨的暴龙快速地奔跑吗?科学家通过数字技术“复活”了暴龙,并复原出了暴龙的运动模型。通过对两足的现生动物运动模式的研究发现,动物的体重越大,所需腿部肌肉占整个体重的比例就越高。科学家发现无法把模型速度加快到时速25千米以上,因为这需要非常多的腿部肌肉。通过对现存生物腿部肌肉的对比研究推测,要使一只重达7吨的成年暴龙奔跑起来,它所需要的腿部肌肉重量将超过暴龙骨骼的承重力,因此古生物学家认为暴龙的腿部肌肉大概只能让它的奔跑速度达到15~25千米/小时。这显然不算很快,至少在百米赛跑的时候,它跑不过有“闪电”美誉的牙买加飞人博尔特。不过,有的古生物学家认为,青少年暴龙的奔跑速度最快,因为它们正处于飞速生长阶段,还没有达到成年暴龙的体重,所以它们的奔跑速度可以达到72千米/小时。但在成年之后,随着体重的增加,成年暴龙的奔跑速度就逐渐变慢了。

这样看来,暴龙的奔跑速度并没有我们想象的那么快。那么暴龙是采取怎样的策略捕杀猎物的呢?掠食动物一般采用突袭和追逐2种捕食策略。突袭型掠食动物会先选定目标,然后悄悄地靠近猎物,再突然发起攻击,让猎物猝不及防。整个捕杀过程极其短暂,就如鳄鱼捕杀角马那样。而追逐型的掠食动物则会追逐猎物,在速度上超过猎物,例如猎豹捕食羚羊。这种捕食的过程相对突袭要耗时一些。暴龙以15~25里的时速,追杀当时的一些植食性恐龙应该绰绰有余。暴龙与许多高级掠食动物一样,应该采用的是突袭与追逐并重的捕食策略,可以说暴龙的这种双重的捕食策略是自然选择的结果。

既掠食又食腐的王者

在很多影视作品或科普书籍中,我们经常能看到这样的情景:暴龙用锋利的牙齿咬住植食性恐龙的颈部,植食性恐龙的血液顺着暴龙的下巴滴到地上。人们可能因此觉得暴龙就应该是以这样的王者姿态站在食物链的顶端,多数古生物学家也认为暴龙是凶残的掠食性动物。但是也有人曾经提出了相反的观点,例如美国古生物学家杰克·霍纳认为暴龙是一种食腐动物,而不是掠夺性的杀手。

那么,以暴龙为代表的暴龙科恐龙到底是掠食者还是食腐动物昵?为了揭开这个奥秘,古生物学家积极寻求证据。最主要的直接证据集中在了暴龙在植食性恐龙骨骼上留下的齿痕。在过往对恐龙化石研究的过程中,人们发现在很多的植食性恐龙(例如鸭嘴龙)骨骼上遗留有很多齿痕,甚至留有牙齿。这些牙齿与齿痕大部分来自暴龙。那么,古生物学家是如何通过这些齿痕或者牙齿来判断暴龙的食性呢?

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