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自然科普:恐龙是怎样被发明的?

[休闲] 时间:2023-02-07 19:02:13 来源:DUTCH网 作者:热点 点击:102次

作者:[美] 格雷戈里·S·保罗

译者:邢立达

出品:新浪科技《迷信大年夜家》 湖南迷信技艺出版社

以下内容节选自湖南迷信技艺出版社的科普恐龙《普林斯顿恐龙大年夜图鉴》第二版。

  早在数千年前,样被人们就已发清楚明了恐龙的发明化石,并由此衍生出一些上古神兽的科普恐龙笼统,比如“龙”。样被欧洲的发明曼谷健身教练孕期一些古籍中也有关于恐龙化石的记叙和插图,但事先人们并不知道这些骨骼的科普恐龙真实身份。在西方世界,样被创世故事通知人们,发明早在金字塔出身的科普恐龙两千多年前,地球和地球上的样被全部生命就已出现。这类不雅点一向统治着西方世界,发明这为古生物化石的科普恐龙研讨带来了很多阻拦。

  19 世纪初,样被新英格兰发清楚明了大年夜量三趾型足迹,发明事先人们以为这是某种巨鸟留下的。到了 19 世纪初期,跟着地质学研讨的深切,愈来愈多的证据注解,地球的停顿史比人们初期预想的要持久得多,也复杂得多。学者们渐渐末尾信任,地球上也许真的曾存在过一些早已灭尽的奇异生物。

  19 世纪 20 年代,英国最早末尾了现代意义上的恐龙研讨。迷信家们发清楚明了一些恐龙牙齿,揭橥并定名了肉食性的巨齿龙(Megalosaurus)和植食性的禽龙(Iguanodon)。那数十年间,迷信家们一向以为邃古堆积物中发明的骨骼属于某些体型超大年夜的现代爬举植物。直到 1842 年,理查德·欧文(Richard Owen)意想到,事先发明的很多化石并不属于严厉意义上的爬举植物,因此他把这些化石植物统称为“恐龙类”(Dinosauria)。

  欧文的发明推进了人们对植物演化停顿的熟习,他以为恐龙是超大年夜型的爬举植物,因此人们将恐龙重新定义为 “大年夜型四足植物”。在此基本上,1850 年,第一座恐龙恢复雕塑出身于英国水晶宫(the Crystal Palace,坐落于伦敦海德公园)。这是恐龙第一次走进"大年夜众的视野,人们急速对这类微妙的庞然大年夜物发生了浓重的快活喜好,甚至还有学者在未完成的雕塑落第行了一场宴会。这些初期的健身教练最高证书恐龙题材伎术作品一向无缺地保管至今。

威武的履甲类恐龙——剑龙(Stegosaurus)威武的履甲类恐龙——剑龙(Stegosaurus)

  美国南北战役前夕,欧洲发清楚明了第一具完全的恐龙骼化石。该化石属于体型较小的恐龙——身上披着厚重船面的肢龙(Scelidosaurus)和相似鸟类的美颌龙(Compsognathus)。这些化石的尺寸并不像预期的那样复杂,难免有些令人掉落看。尔后不久,索伦霍芬的上侏罗统堆积物中发清楚明了最原始鸟类的牙齿和羽毛,这类鸟被定名为鼻祖鸟(Archaeopteryx)。这类既像恐龙又像鸟的小家伙龙鸟(Dinobird)身上兼具了鸟类和爬举植物的模范特点,这立时激起了学者们的极大年夜快活喜好。

  差不久不多同一时代,查尔斯·达尔文(Charles Darwin)的巨著——《物种来源》问世,这为迷信家给“恐龙”这类秘密物种寻觅适宜的分类回属供应了实际依据。退化论的另一名积极倡议者托马斯·赫胥黎(Thomas Huxley)则以为,美颌龙与鼻祖鸟之间的慎密相似性,注解这两个物种之间一定存在着慎密的接洽。到了 19 世纪 70 年代末,比利时矿工开掘出大年夜量完全的禽龙骨骼化石,该化石清楚地注解它们是三趾型的半两足植物,而非完全意义上的四足植物。

  接上去,让我们把视野转向美国。南北战役前,美国东岸发明过少数几个恐龙遗址。后来,人们意想到广袤无垠的西部地域才是无以伦比的恐龙化石的圣地。19世纪 70~80 年代,两位有名的古生物学家爱德华·柯普(Edward Cope)和查尔斯·马什(Charles Marsh),为了发明更多、更完全的新恐龙展开了剧烈竞争,这就是有名的“化石战役”。两边都盼看能抢在敌手前面搜集到完全的恐龙骨骼化石。

  这一时代,实在其实有很多新的恐龙化石重见天日,因此我们第一次看到了经典的上侏罗统莫里逊组恐龙植物群,比如恐龙中的优胜猎手异特龙(Allosaurus)和角鼻龙(Ceratosaurus),还有真实的大年夜块头们、四足恐龙:困惑龙(Apatosaurus)、雷龙(Brontosaurus)、梁龙(Diplodocus)和圆顶龙(Camarasaurus)。同期发明的恐龙化石还包括原始禽龙类恐龙——弯龙(Camptosaurus)和长着微妙盔甲的剑龙(Stegosaurus)。这些化石的出现大年夜大年夜激起了人们对这些秘密巨兽的快活喜好。

“龙鸟”,<strong>南宁健身教练leo</strong>学名恐爪龙“龙鸟”,学名恐爪龙

  到了世纪瓜代之际,迷信家们把开掘重点转移到较新的地层,比如兰斯组和天堂溪组地层。在这些地层中,迷信家们发清楚明了一些生活在恐龙末代王朝的植物,比如属于鸭嘴龙类的埃德蒙顿龙(Edmontosaurus),全身披着厚重船面和利刺的甲龙(Ankylosaurus),头上顶着大年夜角的三角龙(Triceratops)和庞然大年夜物暴龙(Tyrannosaurus)。 20 世纪初,古生物学家们把目光投向更靠北的加拿大年夜,他们惊喜地发明,加拿大年夜广袤的地下埋躲着丰厚的晚白垩世恐龙,如艾伯塔龙(Albertosaurus)、头上长着大年夜型鼻角的尖角龙(Centrosaurus)、有着喙状嘴的戟龙(Styracosaurus)和长着头冠的鸭嘴龙类恐龙——盔龙(Corythosaurus)和赖氏龙(Lambeosaurus)。

  美洲大年夜陆的恐龙研讨取得了光芒的成就,世界上其他地域的古生物学家们也大年夜受鼓舞,信心满满地往索求更多新的恐龙。在欧洲德国发明的大年夜量板龙(Plateosaurus)化石为学者们研讨晚三叠世恐龙的演化史指了然倾向。德国殖平易近者在非洲西北部地域汤达鸠发清楚明了蜥脚类长颈巨龙——腕龙(Brachiosaurus)和长满尖刺的钉状龙(Kentrosaurus)。20 世纪 20 年代,美国纽约自然史博物馆的亨利·奥斯本(Henry Osborn)委任罗伊·安德鲁斯(Roy Andrews)往蒙古寻觅先人类化石,效果误打误撞地发清楚明了晚白垩世的小型恐龙群,包括喙部像鹦鹉嘴的原角龙(Protoceratops),“偷蛋专家”窃蛋龙(Oviraptor)和与鸟类亲缘关系特别很是近的兽脚类恐龙——伶盗龙(Velociraptor)。

中国鸟龙正在进击鹦鹉嘴龙中国鸟龙正在进击鹦鹉嘴龙

  学者们发清楚明了一些恐龙蛋和完全的恐龙巢,事先他们想当然地以为这些都属于原角龙,后来我们才知道,蛋和巢是窃蛋龙留下的。这个小插曲是纽约自然史博物馆中亚探险队给我们带来的小小误导。随后,安德鲁斯的部队继续向北京的西南方进发,他们以为应当能在那边取得更多惊人发明,估量将会彻底改动人们对恐龙、鸟类和其演化史的熟习。最终,古生物学家的欲看照样完成了,不过曾经是四分之三个世纪今后的事项了。

  美国纽约自然史博物馆的查询访问队向西南倾向进发后一向在中亚居心开掘,效果激起了一系列标题,最终招致恐龙学在两次世界大年夜战之间遭到误解。在"大年夜众眼中,健身教练刘洋恐龙成了举动缓慢、呆笨的巨兽,步入了演化的逝世胡同,注定要灭尽,这成为那些更偏爱“退化就是提高的概念”而非更随机的“达尔文式自然选择”的学者广为接纳的一个“种系阑珊”的例子,恐龙学已变得僵化。后来,艺术家、古生物学家格哈德·海尔曼(Gerhard Heilmann)提出,鸟类与恐龙之间没有关系,个中一个论点是恐龙缺乏叉骨。固然事先也有恐龙发清楚明了叉骨,如窃蛋龙,但彼时的学者并没有识别出来。很快,第二次世界大年夜战迸发,欧洲大年夜陆的一些重要标本在同盟国和轴心国的轰炸中化为乌有,这更让恐龙学的研讨任务乘人之危。

  即使如此,"大年夜众对恐龙的热忱依然很高。古生物艺术家查尔斯·耐特(Charles Knight)由于恐龙题材的作品而声明鹊起。同时,美国雷电华片子公司(20 世纪 30年代美国片子业的 8 家大公司之一)拍摄的 1933 年版的片子《金刚》也取得了庞大年夜的收益,其惊动效应就似乎昔日的《星球大年夜战》《侏罗纪公园》一样深刻。这些作品之所以遭到大年夜众的追捧,是由于他们把恐龙融入到了人们的真实生活中。1938 年加里·格兰特(Cary Grant)和凯瑟琳·赫本(Katherine Hepburn)主演的喜剧《育婴奇谭》, 1949 年吉恩·凯利(Gene Kelly)和弗兰克·辛纳特拉(Frank Sinatra)主演的喜剧《锦城春色》,都出现过影片主角大年夜闹纽约自然史博物馆,掀翻蜥脚类恐龙骨骼的场景。遗憾的是,恐龙元素在文艺作品中的流行给恐龙蒙上了一层弄笑色采,让迷信家以为恐龙不值一晒,没有研讨价值。

  虽然存在很多标题,但迷信家对恐龙的索求仍在继续。苏联迷信家从庞大年夜的卫国战役的考验中恢复了过去,末尾在蒙古地域停止迷信查询访问,发清楚明了亚洲版的暴龙和谜一样深刻的前肢长着庞大年夜爪的镰刀龙(Therizinosaurus)。一样值得一提的是,波兰人在 20 世纪 60 年代成功庖代苏联人,发清楚明了有名的“妥协中的恐龙”——伶盗龙与原角龙决战的完全化石。此外,和健身教练 磁力他们也发清楚明了一种长有长手臂和超庞大年夜爪子的秘密恐龙——恐手龙(Deinocheirus)。

  美国古生物学家罗兰·伯德(Roland Bird)早在第二次世界大年夜战前,就末尾研讨得克萨斯白垩纪蜥脚类恐龙群的行迹。第二次世界大年夜战中缀后不久,美国西南部三叠纪幽魂牧场中发清楚明了完全的腔骨龙(Coelophysis)化石,成为研讨肉食性恐龙来源的第一手资料。尔后不久,古生物学家又在美国西南部发清楚明了早侏罗世的兽脚类恐龙——双脊龙(Dilophosaurus)。双脊龙与腔骨龙有很近的亲缘关系,只是体型更大年夜一些。

  20 世纪 60 年代初,美国耶鲁大年夜学的迷信家对蒙大年夜拿州展开迷信查询访问,恐龙研讨的“文艺回答”正式拉开了序幕。那次研讨的重要方针是下白垩统的克洛夫利组地层。他们经由进程比拟伶盗龙和恐爪龙(Deinonychus)的异同,揣摸出某类恐龙演化得更为复杂,是一种四肢有力、举动矫捷的“龙鸟”。他们还发清楚明了一个证据,有着镰刀状爪的伤齿龙类(Troodontids)和与鸵鸟极为相似的似鸟龙类(Ornithomimids)都拥有极为复杂的大年夜脑。约翰·奥斯特罗姆(John Ostrom)在这些研讨的基本上,详细剖析了恐爪龙和鼻祖鸟之间的相似性,重新提出鸟类演化自小型兽脚类恐龙的实际。

  初期研讨中,古生物学家普遍以为恐龙是一种大年夜型爬举植物。而罗伯特·巴克(Robert Bakker)却对此持困惑立场。他在 20 世纪 70 年代与 20 世纪 80 年代揭橥的一系列论文中,赓续重申恐龙和它们长羽毛的后裔都属于主龙类中的一个类群,这个类群的生物学和力能学特点更接近鸟类而非匍匐类。

  最终,在 1975 年的《迷信美国人》杂志上,巴克揭橥了《恐龙的文艺回答》一文,文中指出一些体型较小的恐龙身上长有羽毛。20 世纪 70年代早期,蒙大年夜拿州的学者约翰·霍纳( John Horner)在本地发清楚明了鸭嘴龙类(Hadrosaurs)的幼龙及其巢,这是人类初次取得有关恐龙生殖的第一手资料。与此同时,古生物学研讨范围以外的迷信家们也末尾存眷恐龙,并且取得了一些不错的研讨效果。他们以为某颗直径跨越10 千米的小行星就是人们一向在寻觅的“恐龙终结者”。该实际一经宣布,急速引来一片哗然,直到学者在墨西哥西北部找到了庞大年夜的陨石坑,而这个陨石坑构成的地质年代正好就是恐龙时代末期,小行星撞击地球招致恐龙灭尽的假说才逐渐站稳脚跟。

  一轮又一轮富有争议性的新颖研讨效果横空出生,极大年夜地激起了"大年夜众对恐龙的猎奇和存眷。小说《侏罗纪公园》及其同咭片子的问世更是将这类快活喜好推至顶点。跟着数字技艺的停顿,科技人员研制出各类机械恐龙,"大年夜众对恐龙的不雅赏不再只逗留在记忆和静态模型上,而是关于这类早已灭尽的大年夜型生物有了静态直不雅的熟习。与此同时,古生物学界又掀起了新一轮的恐龙热,恐龙研讨中第二个经久不衰的黄金时代光降了。这一阶段,退化论、体系发育学和分支体系学的研讨赓续深切,在很大年夜水平上推进了恐龙谱系研讨的停顿。新一代艺术家笔下的恐龙也有了改动,它们的尾巴高高抬起,甚至双脚离地,猛地蹦起来,这些灵敏生动的恐龙恢复图也取得了古生物学家的喜爱。笔者还发清楚明了一个幽默的现象,长着镰刀形脚爪的驰龙类(Dromaeosaurs)和伤齿龙类,和窃蛋龙类(Oviraptorosaurs),这几类恐龙的解剖结构与某些不克不及飞翔的鸟类特别很是相似,所以它们也被称为次生掉落往飞翔身手的恐龙。

  这一阶段,全球的古生物学者赓续积极,开掘了大年夜量不合种类的恐龙化石,并对这些新种群停止了定名。恐龙研讨逐渐走向全球化,20 世纪 70 年代举行的北美古脊椎植物学会中就有 6 场是关于恐龙的专题呈报。当然,昔日多么的呈报会就更多了,可以说是数以百计。特别是第三世界国度跟着经济停顿,末尾培育外乡恐龙专家,逐渐摆脱了对西方专家的依靠性,这对恐龙化石的发明和研讨加倍有益。

  在南美洲,阿根廷和美国的古生物学家们合营积极,在 20 世纪 60 年代至 20 世纪 70 年代发清楚明了首例来自中、晚三叠世的“原恐龙类”化石。这意味着恐龙居然来源于小型主龙类,这一发来岁夜大年夜出乎人们的预见。从那今后,阿根廷源源赓续地发清楚明了大年夜量三叠纪至白垩纪时代的恐龙化石。个中包括:初期兽脚类恐龙,如始盗龙(Eoraptor)和艾雷拉龙(Herrerasaurus);巨型蜥脚类恐龙,如阿根廷龙(Argentinosaurus)、富塔隆柯龙(Futalongnkosaurus)和无畏龙(Dreadnoughtus);以蜥脚类恐龙为食的大年夜型兽脚类恐龙,如南边巨兽龙(Giganotosaurus)。在全部发明中,最能人快乐的是蜥脚类恐龙筑巢地的发明,这一发明令人们进一步懂得地球史上最大年夜的陆生植物是若何繁衍后代的。

  在非洲南部,研讨人员不才侏罗统地层发清楚明了保管无缺的腔骨龙,这充沛证明恐龙在泛大年夜陆时代的族群特别很是同一。一系列蜥脚类和兽脚类恐龙的新发明极大年夜地补偿了恐龙演化史的空白,非洲北部因此成为一个重要的研讨中心。澳洲大年夜陆是地球史上最静谧的大年夜陆,地质结构更改动成的腐蚀相对较少,既不易埋存化石,也不易暴露化石。是以,虽然澳洲大年夜陆较为荒芜,但发明的恐龙化石却不久不多。个中最重要的发明是南顶点临近的白垩纪恐龙化石,这标志住恐龙可以也许顺应极端的气候。虽然掩盖着层层冰盖的南极大年夜陆给科考任务带来了重重艰辛,然则迷信家们模拟照样在这里发清楚明了早侏罗世的兽脚类恐龙——头部长着奇异冠状物的冰脊龙(Cryolophosaurus)骨骼化石和其他恐龙化石。

  在地球的另一端,阿拉斯加北坡发清楚明了大年夜范围的晚白垩世恐龙植物群,这充沛注解恐龙可以也许在高纬度地域生活,可以遭受极地的漫漫冰雪和极夜时的漫长黑夜,在同一时代的地层堆积物中并没有发明蜥蜴和鳄类等植物化石。在更远的南边,一队研讨人员继续在北美洲西部探望大年夜型恐龙的化石,这些将为研讨恐龙从三叠纪直至最终灭尽的演化史供应最为过细的标本。尽人皆知,莫里逊组地层中发清楚明了身披盔甲的甲龙类(Ankylosaurs)和一样覆甲的植食性的剑龙类(Stegosaurs)在一路遨游;下白垩统地层中发清楚明了一批蜥脚类恐龙化石;而接连发明的新的角龙类(Ceratopsians)和鸭嘴龙类化石则使本地上白垩统地层光线四射。

  往常,亚洲的蒙古国和中国,特别是中国,已成为恐龙古生物研讨的前沿。即使在建国初期,中国古生物学家也有庞大年夜发明,如有名的马门溪龙(Mamenchisaurus),这类蜥脚类恐龙是全部恐龙中颈肋最长的。跟着中国的现代化进程加快和蒙古国的自力,愈来愈多的加拿大年夜和美国的迷信家末尾与本地的迷信家展开协作研讨,这使得他们成为恐龙研讨范围的领兵力气。经由一系列研讨,迷信家们最终意想到焰崖(Flaming Cliffs)发明的窃蛋龙类并不是要偷吃窝里的恐龙蛋,而是要以一种“原鸟”的方法来孵化它们。恐龙在中国已变得极为多产,近几十年来,古生物学家纷繁把目光投向中国的西南部,那边的农民不才白垩统的湖相堆积中发清楚明了不得了的化石!

  20 世纪 90 年代中期,中国发清楚明了一具完全的小型美颌龙类(兽脚类)标本,它身上掩盖着又长又密的刚毛状的原始羽毛,这就是中华龙鸟(Sinosauropteryx)。比来有研讨者提出它的发明或准许以让古生物学家确认恐龙毛发的颜色。这仅仅是个末尾。位于中国辽宁省的义县组地层,末尾源源赓续地开掘出大年夜量保管几近美满的恐龙化石,其发明范围庞大年夜、产量极高。由于古生物化石具有极高的经济价值,本地人央求有关局部准许他们用化石盈利,而不是用于严厉的科研,有光阴这就意味着他们会在化石上做点四肢举动,让它们“更有接纳力”。很快,这里又发清楚明了一种带羽毛的恐龙——尾羽龙(Caudipteryx),它们属于窃蛋龙。义县驰龙类的发明更令人震动,这类恐龙长着镰刀形利爪,不只前肢完全演化成了同党,就连后肢也是如此。这不只解释驰龙类是最原始的飞翔为物,并且证明它们与鸟类的飞翔方法完全不合。

  北票龙(Beipiaosaurus)看起来就像华纳兄弟片子公司出品的卡通片里的漂泊汉。义县恐龙化石群的庞大年夜意义并不只限于通知人们鸟类就是恐龙,和恐龙也长有羽毛。比如,过往的 80 年间,亚洲发清楚明了大年夜量的鹦鹉嘴龙(Psittacosaurus)——它已然成为白垩纪最多见的恐龙,然则直到义县发清楚明了保管有皮肤遗迹的鹦鹉嘴龙化石,学者们才发明鹦鹉嘴龙的背部到尾巴有一排中空的管状刺毛。更重要的是,义县组发清楚明了小型鸟臀类恐龙——天宇龙(Tianyulong),证了然小型恐龙普遍存在中空毛状结构。此外,在中国那些许很多多新建的博物馆里,还储躲或摆设着大年夜量还没有来得及描画的恐龙化石。

  迷信家们在全球范围内共发清楚明了数以百万计的恐龙行迹。这倒也并不令人惊诧,由于一只恐龙只能变成一件骨骼化石,却能留下很多萍踪。在某些处所,恐龙的萍踪特别很是集中,迷信家们戏称为“恐龙高速公路”。一些恐龙行迹具有一定的规律,从中可以看出造迹者会构成大年夜大年夜小小的群体在活动。还有少数萍踪记载了肉食性恐龙对植食性恐龙的捕食大年夜战。

  恐龙研讨的汗青不只仅包括新假说和新化石点,还包括各类新技艺和新工艺的运用。世纪瓜代之际,古生物学家们已末尾运用电脑来批量处置大年夜数据,并运用高分辨率 CT 扫描仪来无损地扫描化石,猎取其外部结构。同时,恐龙学研讨也末尾向微不雅倾向和分子水平停顿,恐龙研讨迈进了一大年夜步,古生物学家们可以懂得恐龙的停顿速度和寿命,还能通知我们它们是甚么时辰末尾繁育后代的。骨同位素测定技艺有助于懂得恐龙的饮食结构,测定哪些恐龙是亲水的。并且,一些恐龙化石上的羽毛色素保管无缺,完全无时机来恢复恐龙原本的颜色。而《侏罗纪公园》系列没有为这些鸟类远亲披上羽毛,所以个中的恐龙笼统十分新鲜,但它们照旧维系着"大年夜众对恐龙的真诚。

  200 多年前,人们初次发清楚明了恐龙这一物种,今后迷信家赓续对其停止研讨,其间对其的熟习也发生了颇具戏剧性的变卦。由于恐龙是一类特别很是“奇异”的物种,不像哺乳植物或爬举植物,人们最后对恐龙的生物学特点并不太明白。懂得恐龙的原本面孔,建树起这个学问体系则需要大年夜量的时辰。恐龙学最新的革命迄今还旭日东升。笔者年青的时辰也以为恐龙是一类举动缓慢、天真烂漫、代谢身手不高的冷血爬举植物,并且还不懂得照顾幼仔。事先,假设有人提出某些恐龙是有羽毛的,而鸟类就是这些有羽恐龙的后裔,那末大年夜家一定会以为他很荒谬。而今,我们对中生代的居平易近已有了比拟过细的懂得,恐龙学已构成了比拟美满的体系,恐龙研讨框架也基本定型。

  蜥脚类恐龙不会再回回到河马般的生活方法,恐龙那庞大年夜尾巴也不会一向拖在中生代的泥地里。恐龙已不再秘密,但恐龙研讨还远远没到尽顶。迄今为止,恐龙已有 500 个属,700 多个有效种被发明和定名,而这能够只是恐龙化石储量的四分之一,甚至更少。虽然人们已发明和熟习了大年夜量恐龙,但仍有很多奇异的恐龙化石觉醒在地下,等候我们往开掘。跟着迷信技艺的提高,对恐龙和它们所生活的古世界的研讨也会赓续加深。在不久的未来,一定会有更多令人惊喜的发明呈而今"大年夜众面前。


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(责任编辑:综合)

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