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古生物学


 
恐龙
 
[作者:  | 来源:  | 更新时间:2001-02-24 ]
 
恐龙

  看过《侏罗纪公园》以及其他有关恐龙的科幻片,大家都对恐龙有了一定的了解。那么,你知道恐龙这个词的真正含意吗?原来,恐龙(Dinosauria)这个词,是由希腊文的deinos(恐龙的)和sauros(蜥蝎)两个词合成的复合词,其原意是“恐怖的蜥蜴”。1941年,英国科学家欧文创立这个词,是用以代表当时发现于中生代岩层中的巨型爬行动物化石。后来的科学家发现,原来被欧文称作恐龙的爬行动物化石,实际上不是一个单一的爬行动物类群,它包括了爬行动物分类系统中蜥臀目和鸟臀目这两个已经灭绝了的目级分类群的动物。另外,属于恐龙的爬行动物化石,也不都是巨大的,有的甚至只有鸽子那么大,它们与现代仍然生存的蜥蜴也没有较近的亲缘关系。因此,现在,Dinosauria这个词已经不再作为科学术语使用了。可是,由于语言上“约定俗成”的关系,现在一般还是把上述两类爬行动物的化石笼统地称为恐龙,并改用“dinosaur”这个通俗的词来代表它。
  那么,在实际工作中,如何鉴别你所发现的恐龙化石是属于蜥臀类还是鸟臀类呢?主要根据臀部组成腰带的几块骨头鉴定。可以看出,蜥臀类与鸟臀类腰带的区别是比较明显的;首先,肠骨的形态不同;其次,蜥臀类腰带的耻骨向前下方延伸,从侧面看,整个腰带呈三射型,而鸟臀类腰带的耻骨转向后下方与坐骨平行,并向前延伸出一突起,使整个腰带呈四射型,与鸟类的腰带相似。
  下面,我就分别向大家介绍一下蜥臀目和鸟臀目的恐龙。
  蜥臀目包括了两类非常不同的动物;一类是两足行走的肉食性恐龙;另一类是四足行走的素食恐龙。在肉食性恐龙中,又分为虚骨龙和肉食龙两类。虚骨龙类所包括的都是一些个体较小、骨头中空、活动灵巧,过着快速,活跃的捕食者生活的恐龙。它们之中个体最小的只有鸽子那么大,如发现于欧洲约1.4亿万年前侏罗纪晚期的美颌龙;大的也不过鸵鸟那么大,如在北美白垩纪地层中发现的似鸵龙。据推测,似鸵龙奔走的速度不亚于鸵鸟。最有意思的是,在蒙古白垩纪晚期地层中发现一只疾走龙正在那里用镰刀形爪抠食一只原角龙时就被埋了起来,以致两种龙的化石保存在了一起。肉食龙类则比虚骨龙类的个体要大得多,骨头也相应地加重,头骨很大,颌上长有尖锐的带锯齿的牙齿,它们无疑是凶猛的肉食者。侏罗纪晚期的跃龙和白垩纪晚期的霸王龙是肉食龙类的主要代表。发现于北美白垩纪晚期地层中的霸王龙,体长约12米,生活时体重可达6-8吨。而在亚洲白垩纪晚期地层中发现的特暴龙,体长可达15米,活体重约6.3吨。由于肉食龙体躯笨重,小手短臀,因此推测,它们可能不是活跃的主动捕食者,而是吃腐肉的。
  在蜥臀目中,四足行走的素食恐龙,体躯一般都很巨大。譬如,生活在距今约1.4亿年前侏罗纪晚期的腕龙,可能是有史以来陆地上最大的动物,它的体重可达76.5吨,比12只大象体重总和还要重。与腕龙同时代的梁龙,可以称得上是有史以来陆地上身体最长的动物了,它的体长可达26.5米,好几辆汽车首尾连在一起的长度还不及一条梁龙长呢!在我国四川省这一时期地层中发现的合川马门溪龙,体长也有22米,是我国目前发现的最长的恐龙。雷龙、梁龙、腕龙、马门溪龙的体躯那么庞大,它们的四肢结构能承担得了吗?有人根据它们的长脖子、弱牙齿以及某些种类的鼻孔位于头顶的特点,推测这些恐龙是生活在水中(沼泽和湖泊中),靠水的浮力来减轻重量,摄食软质的水生植物。也有一些人持不同观点,认为它们可能是陆生的,从现代所知硬骨和软骨所能承受的压力看,强壮的四肢是能支撑得住沉重的躯体的,长长的脖子有利于摄食树上的嫩叶,鼻孔抬高有利于在摄食的同时进行呼吸,也许这些庞大的动物主要活动于沼泽和湖泊周围潮湿的环境,因为在这样的环境里植物茂盛,使它们可以得到充足的食物,一旦肉食性恐龙来侵犯,可以进入水中躲避。这些巨大的吃植物的动物,主要繁盛于侏罗纪,到了白垩纪,由于另一类吃植物的动物——鸟臀类繁盛起来,它们就逐渐衰落了。
  腰带结构与鸟类相似的鸟臀目恐龙,形态结构都很特别,有的嘴巴像鸭嘴,有的背上长有近于三角形的骨板,有的身被骨甲,有的头上长角,还有的头骨高高隆起,真是光怪陆离。在我国黑龙江省嘉阴县白垩纪晚期地层中发现的蒲州龙和山东莱阳稍早时期地层中发现的青岛龙都属于鸭嘴龙,它们的嘴巴宽扁,很像鸭子的嘴巴。鸭嘴龙类有一个主要特征是口腔内的牙齿很多,少的有200多个,多的可达2 000个。这个牙齿一行行交错排列在牙床上,上面一行磨蚀了,下面的顶上去继续使用,适宜于切割食物,青岛龙与蒲州龙的主要区别是青岛龙的头部具有顶饰。对顶饰的功能,现在还没有一致的解释。关于鸭嘴龙类的生活环境和生活方式,现在一般认为,它们是在沼泽地区生活的。并且经常潜入水中,有人发现该类动物有类似于鸭脚的足蹼构造,说明它们能在水中游泳。鸭嘴龙类繁盛于白垩纪,尤其是白垩纪晚期。我国白垩纪晚期地层中,保存有丰富的鸭嘴龙类化石,除在东北、山东发现较多外,在内蒙古、新疆、广东等地也有发现。剑龙的最大特征是背上有两排三角形的骨板,尾巴的末端有四枚骨刺。据说在骨板内有高度集中的微血管,猜想它与温度调节有关,而尾巴末端着生的骨刺,显然是剑龙类的肉食性恐龙来犯时的自卫武器。这类动物的体长有六米左右,不算很小,但它只有核桃那么大的脑子,与肥大的体躯很不相称,据研究,在它们的肩部和腰部各有一个膨大的神经节,特别是腰部的神经节竟有其脑子的20倍大,无怪乎有人说它们有两个脑子,是很“聪明”的恐龙。剑龙类主要生活在侏罗纪,极少数可以延续到晚白垩世早期,是恐龙家族中灭绝较早的一支。这类恐龙在我国的代表有四川晚侏罗世的嘉陵龙、沱江龙和新疆早白垩世的乌尔禾龙等。
  甲龙是鸟臀目中身被骨甲和和骨片的恐龙。它的头部和身体几乎都被坚硬的骨甲所包裹,活像一辆坦克车。它们不仅身被骨甲,在尾巴末端还有一个重的骨质尾锤,当肉食性恐龙来侵犯时,挥动尾巴横扫,定能给来犯者以沉重打击,甲龙类的体长也有6米左右,生活时代只限于白垩纪。我国在内蒙古和吉林省境内的白垩纪地层中,都发现有甲龙化石。
  角龙是鸟臀目中最后出现的一支,它们的主要特征是头上长角(但原角龙的头上无角),头骨极度向后延伸,把颈部都掩盖了起来。原始的角龙头上没有角,如原角龙。但在进步的角龙头上都有角,有的长一个角,有的长三个角,甚至有的还外加骨戟,像是装备了精良的自卫武器。
  原角龙的个体较小,只有一米多长,但进步的角龙体长可达七米多。所有角龙生活的时代全都限在白垩纪晚期,到白垩纪末期灭绝,在地球上只存在了2 000万年左右,与其他各类恐龙相比,可算得上是短命的了。在我国内蒙古、宁夏等地白垩纪晚期地层中都曾发现过角龙化石。最有意思的是,在蒙古人民共和国发现的一窝原角龙产的恐龙蛋中,不仅发现了胚胎,而且在蛋窝附近保存了不同年龄的原角龙骨骼化石。
  在鸟臀目中还有一类具有隆起的头骨的恐龙,称作肿头龙。在北美和蒙古人民共和国白垩纪晚期地层中发现的肿头龙,头骨厚达五厘米多。这类奇异的恐龙,除北美和蒙古之外,在我国山东和安徽省境内的白垩纪晚期地层中也有发现。
  通过上面的介绍,大家可能对蜥臀目和鸟臀目的恐龙有了进一步了解,恐龙归于爬行动物,由于现生的爬行动物都是体温不恒定的冷血动物,因此,很自然地认为它们的生活习性、生理和代谢水平也应相似于现行爬行动物,是反映迟钝、不太活跃的冷血动物。这种观点现在受到了来自各式各样证据的挑战。首先,恐龙的四肢是强大的,完全处在身体之下,而不像蜥蜴、龟鳖和鳄类那样匍匐在身体的两侧。这种直立的姿式允许动物在行走时有长的跨步和较快的速度。直立习性的发展,伴随着在所有恐龙中支持骨骼的加强,四肢和肌肉的重新排列。除身躯庞大的素食恐龙外,多数恐龙都用两足行走,增强了运动的灵活性。其次,恐龙四肢长骨(如股骨)的显微结构也不同于一般爬行动物,而与哺乳动物有一些相似。第三,根据肉食性恐龙对素食恐龙的比例,推测恐龙有大的摄食量,就像温血动物所需要的这样。因此,有人认为,恐龙呆能是温血的动物。很显然,仅根据上述几点就下结论说恐龙是温血动物证据是不充足的。就拿恐龙骨骼的细微结构造来说吧,它既不同于一般爬行动物那样呈层圈状(骨骼横断面),也不像鸟类和哺乳类那样呈纤层状,而是具有一种由爬行动物向鸟类和哺乳类过渡的性质。因此,目前只能认为,恐龙是爬行动物中新陈代谢水平比较高的动物。
  古生物学家的研究业已证明,恐龙是由距今2亿多年前三叠纪晚期较进步的槽齿目爬行动物演化产生的,经历了大约1.5亿年的演变,于距今6 500万年前的白垩纪末期全部灭绝了,在差不多整个中生代期间,恐龙的分布十分广泛。除南极之外,有所有的大陆上都有它们的踪迹。在中生代的陆生动物中,它们的种类是比较多的,在较长时间内主宰了中生代的陆生动物界。因此,有人称中生代是恐龙时代。
  在中生代曾经是显赫一时的恐龙,到了中生代结束时,全部灭绝了。这是为什么?已有许多科学家从不同角度进行过研究,提出了多种假说。有人认为,恐龙的灭绝,是由于超新星的爆炸和强烈的宇宙射线照射造成的。也有人认为,是由一次小行星撞击地球,诱发了气候、生态和环境的灾变,尘埃长时期遮天蔽日,植物因不能有效地进行光合作用衰退,恐龙因缺乏食物而大批死亡,还有人认为,是由于当时环境中的微量元素含量出现了异常,导致恐龙蛋发生病变,不能正常孵化,影响了恐龙的繁衍。最近,一些英国科学家指出,恐龙的灭绝在中生代结束之前的若干万年就已经开始海平面大幅度下降(推测下降了100米),大陆面积相应扩大,气候愈加干旱,植物的生产量减少,这是导致恐龙灭绝的主要原因,而小行星撞击地球对于恐龙的灭绝来说,只是起了最后一击的作用。看起来,这些假说都有一定根据,都有一些道理,但对这样一个全球性的恐龙灭绝问题,都还不能作出圆满的解释。
  在中生代结束时,除恐龙灭绝之外,还有一些动物类群灭绝,如能在空中飞翔的翼龙,海洋中生活的沧龙、鱼龙、蛇颈龙,以及一些其他门类的动物。可是,也有许多动物类群比较顺利地度过了中生代结束时的这一危机时期,进入到了新生代,并且一直延续至今。譬如,现今生存的蛇、蜥蜴、龟鳖和鳄类就是由其中生代时的祖先经过世代相传留下来的后裔,哺乳动物在由中生代进入新生代后还发展成在新生代占据主导地位的动物类群。由此可以看出,发生在中生代结束时的生态系统巨变事件是比较复杂的。这样复杂的生态系统巨变,肯定是多种因素综合作用的结果,其中既有环境的因素,也有生物自身的因素。如果摘开生物因素,就不可能说明在中生代结束时为什么一些动物类群灭绝了,而另一些动物类群却幸免于难,比较顺利地进入了新生代。所谓生物因素,主要是指那些在进化过程中特化较多的古老动物类群与那些特化较少的新生类群相比,比较难以适应环境污染剧烈变化。实际上,在中生代结束时走向灭绝的动物类群。多数是比较特化的,譬如,恐龙中的甲龙、角龙、肿头龙等。有一些动物,尽管没有明显特化,但因食物链中断了而不能继续生存。譬如,恐龙中肉食性恐龙的灭绝就与素食性恐龙的灭绝有关。由于中生代结束时生物界的灭绝是广泛多样的,而在海平面变化、气候变化、小行星撞击地球等众多环境因素中,没有哪一种因素有单独成生物类群广泛灭绝的能力。因此,最合乎逻辑的解释应是归因于来自地球之外和地球本身及生物本身多种因素的综合作用。尽管迄今对恐龙灭绝的原因还没有获得圆满解释,但我们相信,只要从生物和环境两个方面进行深入研究,距离解开恐龙灭绝之谜之日就为期不远了。

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