重庆发现恐龙足迹算什么,你知道自己每天都
来源:远读重洋
这两天,“重庆发现恐龙活动证据”的消息登上了微博热搜。
事情的起因是:有攀岩爱好者在重庆歌乐山国家森林公园东部,发现了一堆“鸡爪印”一样的脚印。只不过,这些脚印可要比正常的“鸡爪印”大很多,就像这样:
而且,这些“鸡爪印”不是一个两个,而是一大片,到处都是。在下面这张图片上,我们可以看到,那些脚印分成好几层,密密麻麻地分布在那块巨大的岩石上:
那么,到底是什么东西留下了这些脚印呢?
经过古生物专家团队的鉴定,这些脚印既不是“鸡爪”,也不是景区工作人员做的“浮雕”,它们竟然是一种恐龙留下的足迹。
留下这些足迹的,是1亿9千万年前生活在侏罗纪的一种食肉恐龙,它大概长这样:
当时,重庆的这个地方并不是什么山区,而很可能是河边;很多这种恐龙在河边溜达,于是就留下了这样的脚印。
科学家已经把相关发现和研究成果发表在权威期刊《历史生物学》(HistoricalBiology)上。他们认为,这组脚印的年代和完整程度,在整个亚洲都实属罕见。
话说回来,为什么那些脚印长得那么像“鸡爪子”?因为——恐龙就是鸟类的祖先,而鸟类(包括鸡)其实就是活到今天的恐龙!
这个说法是不是很不可思议?恐龙不是早就灭绝了吗?
想要弄明白这到底怎么回事,有一本书可以帮你——它的名字叫做《古鸟:恐龙时代的中国古鸟类》。有趣的是,这本书也选择了一只大“鸡爪子”来当作它的封面。
虽然书的名字是“古鸟”,但是关于远古时候鸟类的故事,是必须要从恐龙讲起的。
·01·
恐龙家族“三巨头”
恐龙生存的那个时代,叫“中生代”。这个时期主要包括三个漫长的地质时代,分别叫三叠纪、侏罗纪和白垩纪。
你肯定知道“大陆漂移”这个说法。由于大陆漂移的关系,那时候的世界版图和现在大不一样。
比如,开头提到的重庆恐龙脚印的那个时期,非洲和南美洲还是“粘”在一起的,印度、澳大利亚和南极洲也连成一块,没有分开。
那时候的气温和现在也不太一样,总的来说,三叠纪又干又热,侏罗纪温暖潮湿,而白垩纪的气温渐渐变得类似现在。
那恐龙是什么时候出现的呢?答案是2.3亿年前的三叠纪。同时期的动物还有鳄鱼的祖先和能够飞翔的翼龙。恐龙就是在跟它们竞争的过程中发展壮大的。
一开始恐龙的个头很小,后来逐渐变大。到了三叠纪末期,恐龙的种类变得很多,出现了“大繁荣”的局面。从那时候起,恐龙才真正成为地球陆地的统治者。
那个时候的恐龙也已经分化成了两大类型。根据它们不同的骨盆结构,一类名叫“鸟臀目”,一类名叫“蜥臀目”。
“蜥臀目”下面又包括了两大类:一类叫“蜥脚类”,一类叫“兽脚类”,这样就出现了三个大的类群。
我们举几个例子说明一下。
“鸟臀目”,指的是在科普书籍里经常看到的剑龙、三角龙等;
“蜥脚类”,指的是那些长脖子、长尾巴的巨大恐龙;
“兽脚类”,指的是两条腿行走的食肉恐龙,比如霸王龙。
这样,三大类型的恐龙“三分天下”的基本格局就确定了。
那么,这跟鸟类的出现有什么关系呢?别急,你往下看就知道了。
·02·
两亿年前就埋下的“伏笔”
刚才讲了兽脚类恐龙,它们都是用两条腿直立行走的动物。你觉得这一点像谁?答案显然就是:鸟。
两条腿直立行走有多重要呢?试想一下,如果没有直立行走,那么前面两条腿永远不可能解放出来,就永远不可能变成翅膀。
其实,早在恐龙刚出现的时候,两足行走的基本姿态已经确定下来了。下图是一只2.3亿年前的埃雷拉龙骨架,它是最原始的兽脚类恐龙之一。
我们发现,即使在这么原始的恐龙身上,它腿部的骨骼结构、行走方式,甚至肌肉的细节,都跟现在的鸟类非常相似。
可以说,当地球上刚刚出现兽脚类恐龙的时候,它们就已经为鸟类的诞生埋下了伏笔。
这一点并不是没有人注意到。早在19世纪,英国著名的解剖学家托马斯·赫胥黎就指出,某些兽脚类恐龙和鸟类在解剖结构上,存在诸多的相同点。
△托马斯·赫胥黎
不过,这个观点在20世纪初被人推翻了。那时候大家认为,恐龙不可能是鸟类的祖先。不过随着更多恐龙化石的出土,人们慢慢意识到赫胥黎可能是正确的。
直到很久以后,到了上世纪六七十年代,美国耶鲁大学的约翰·奥斯特罗姆让人们重新开始讨论起恐龙和鸟类的关系。
当时,科学家陆陆续续发现了一些“邪门”的恐龙骨骼,这些骨头都属于“奔龙类”(Dromaeosaurids)。
说它“邪门”,是因为它们的样子实在太像鸟类了,谁也没法无视这个特点。它们的骨头和复原图长这样:
说起“奔龙类”,你应该还“见过”它们——在经典电影《侏罗纪世界》当中,那些看上去聪明伶俐又凶残危险的恐爪龙,其实就是“奔龙类”的一种。
其实,奔龙类属于一个更大的恐龙大家庭,这个家庭的名字叫做“手盗龙类”(Maniraptorans)。
“手盗龙类”,其实就离鸟儿们不远了。
·03·
恐龙的“迷惑行为”鉴赏
“手盗龙类”的独特之处在于:以前人们认为只有鸟类身上才有的特征,早就出现在“手盗龙类”的身上了。
我们来举几个例子说明一下,你就会惊讶地发现,这些恐龙越来越没有“恐龙样”了。
1.带有气囊的呼吸系统。
我们在中学生物课上学过,鸟类拥有一套独特的呼吸系统:它们的肺连接着一些“气囊”,这些气囊可以促进气流交换,提高呼吸效率。
△鸽子气囊示意图,白色的那些都是气囊
当年的生物老师或许告诉我们,鸟类有气囊是为了帮助飞行。但事实上,它一开始可能跟飞行没有半毛钱关系。在“手盗龙类”恐龙的身上,早就有气囊了。
恐龙身上有气囊之后,它们的呼吸效率会更高,体力会更好。可以想象,这些恐龙绝不是慢吞吞的动物,肯定跑得嗖嗖快。
2.独特的产卵和孵蛋方式。
巧的是,科学家发现了一些正趴在蛋上的“手盗龙类”恐龙。他们惊讶地发现,这些家伙孵蛋的样子,像极了我们熟悉的——老母鸡。
比如,有一种叫“伤齿龙”的恐龙,就跟老母鸡一样,直接坐在蛋上,用自己的体温“加热”下面的蛋。
还有一种叫“窃蛋龙”的恐龙,不仅趴在蛋上,还会用两个翅膀“抱住”蛋,画风如下:
除了鸟儿之外,我们没见过哪种动物是这样孵蛋的——鳄鱼会用枯枝落叶和泥土堆一个“小山包”,然后把蛋产在里面;龟、蜥蜴和蛇一般产下蛋,就扔那儿不管了。
其实,就连圆溜溜的恐龙蛋本身,也在提示我们它们和鸟蛋之间的关系。
鳄鱼蛋、乌龟蛋、蜥蜴蛋、蛇蛋和很多恐龙蛋,两头都是一样大小的;但是,“手盗龙类”恐龙的蛋,往往是“一头大一头小”——这是鸡蛋、鸭蛋以及一切现存鸟蛋的共同特征。
3.羽毛和翅膀。
刚才没有在开头就讲这一条,是因为我不想太“剧透”。
当你看到“手盗龙类”恐龙化石上清晰的羽毛痕迹,看到它们明显的两只大翅膀,你不必是什么专家,也能马上联想到这些家伙的亲戚是谁。
△带有羽毛和翅膀的恐龙化石
提到长羽毛的恐龙,就不得不提到中国辽宁西部的某些地区。
正是在这些地方,出土了大量精美的、罕见的、难得的恐龙化石,正是依靠中国科学家出色的研究成果,鸟类和恐龙之间的关系才落下了“实锤”。如果没有这一批中国化石,这个谜团还不知道要过多久才能解开。
比如,下面图片里这种恐龙,叫做“赫氏近鸟龙”。这家伙如果出现在你家小区里,你可能会误以为它是喜鹊。它跟喜鹊差不多大,而且会飞!
△科学家通过化石里的黑素体,还原了赫氏近鸟龙羽毛的颜色
再比如,有一种叫做“小盗龙”的恐龙,它翅膀上的羽毛和羽毛生长方式,跟现在的鸟类一模一样,显然它也是一种会飞的恐龙。
经过还原羽毛的颜色,科学家发现它长得就像一只带有长尾巴、四个翅膀的乌鸦。这个画风一开始我也不太能接受,不过貌似这就是现实:
△小盗龙复原图
讲到这里,“恐龙”和“鸟”两者之间的界限,已经无比模糊了。现在拿出一块化石,哪位专家也不敢说能一眼看出,这到底是恐龙还是鸟。
事实上,正是一些手盗龙类的恐龙,最终把前肢进化成了翅膀,变成了如今的鸟类。
·04·
“我要飞得更高”
从会飞的手盗龙类恐龙,最终变成今天我们看到的、熟悉的鸟,还有两件事没做完:
第一是让翅膀变得更适于飞行。
虽然刚才提到的一些恐龙已经可以飞行,但它们的飞行能力还远不如现在的鸟类。
看一种动物飞行水平的高低,最重要的是这样两个因素:
1.“展弦比”(aspectratio),即整个翼展(一个翅膀尖到另一个翅膀尖的长度)÷翅膀中间的宽度
展弦比小的动物,翅膀又短又圆,机动性强,非常灵活,适合在树林里飞行,比如麻雀;展弦比大的动物,翅膀又长又窄,稳定性强,适合在开阔地区长距离飞行,比如信天翁。
2.“翼负荷”(wingloading),即动物的体重÷翅膀的面积
翼负荷大,飞翔能力差,扇动翅膀次数多,比如家鸡或者野鸡;翼负荷小,飞翔能力强,扇动翅膀次数少,比如鹰或者雕。
从这两个标准去看,后来的鸟类远远优于那些会飞的恐龙。
比如我们都知道的“始祖鸟”,它的翼负荷就要比那些会飞的恐龙亲戚小得多,说明始祖鸟更加擅长飞行。而且,相对体型而言,始祖鸟的翅膀比任何一个手盗龙类恐龙的都大。
当然,跟今天鸟类相比,始祖鸟的很多结构仍呈现出原始的状态;它的飞行水平,估计也就跟现在的野鸡差不多。
△始祖鸟复原图
第二是去掉尾巴。
现在的所有鸟类,尾巴都只是一撮毛而已,拔毛之后就只剩下一个光秃秃的“鸡屁股”,没有恐龙的那种细细长长的尾椎骨。
那么,恐龙的大尾巴哪儿去了呢?答案是:长长的尾椎骨渐渐愈合到了一起,变成了一整块短短的骨头,叫做“尾综骨”。
尾综骨不仅是现代鸟类的特征,它还促进了鸟类飞行能力的提高。
△现代火鸡(左)和白额雁(右)的尾综骨
我们可以想一下,那条带有羽毛的大尾巴,肯定在飞行中能起到控制气流的作用;一旦大尾巴消失了,控制气流的能力就减弱了,这可怎么办呢?
方法是——尾巴不行翅膀补:
它们胸部用来控制翅膀扇动的肌肉,变得更大了;
它们的翅膀形状变得更加修长,而且更便于控制了;
它们还发展出了翅膀上的“小翼羽”,在落地、起飞和慢速飞行中,都能起到重要作用。
△鸟类翅膀示意图,其中粉色部分就是“小翼羽”
△空中盘旋的美洲隼,正在把小翼羽张开
做到这两步,离真正的现代鸟类,只有咫尺之遥了。
从陆地上嗖嗖跑的恐龙,到树枝间飞来飞去的恐龙,再到我们熟悉的鸟类,整个的过程也就介绍完了。
现在你知道了吧——鸟类不仅是恐龙的后裔,其实它们就是恐龙。
所以,不少科学家认为,现在的鸟儿应该统称叫做“鸟类恐龙”;而那些已经灭绝的、我们在《侏罗纪公园》里看到的恐龙,应该统称叫做“非鸟类恐龙”。
现在再想想你吃的辣子鸡丁,或许它还有一个更霸气的名字:
互动问题
说说你最喜欢吃的“恐龙菜”是什么?
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