03.04 古生物形成化石過程中,幾何尺寸會產生多大的變化?

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圖注:種類眾多的古生物,我們如何可以確定他們的尺寸呢?圖片來自網絡


幾何尺寸,實際上就是動物的長寬高。化石能否真實反映史前生物的體型,會不會因為化石形成過程中發生形變的關係出現縮水或者扭曲呢?其實這是個算得上小複雜的問題,也是可以說一下的問題。

圖注:大家印象裡的化石一定都是這樣的吧,圖片來自網絡

圖注:其實化石經常少的可憐,圖片來自網絡

首先來說說化石本身吧,人類發現的絕大部分化石都是動物的骨骼,骨骼本身是由鈣和磷等礦物質組成,這些礦物質保證了骨頭的強韌堅硬。骨頭本身的成分又保證了其在形成化石的過程中不會縮水或者膨脹,化石化的過程本身是成分的置換,也並不會出現尺寸的變化。

既然變成化石的過程中不會改變史前生物的尺寸,那麼這個問題也就有答案咯。其實並沒有那麼簡單,儘管化石形成過程中不會出現形變,但是依然存在著很多因素導致我們無法準確的估算其幾何尺寸:

下面我們來舉幾個例子

第一個因素是化石本身的缺失,有的時候缺失非常嚴重,僅僅有牙齒的化石,甚至於都不可能判斷出物種本身的基本尺寸了。舉個例子:最長的食肉恐龍棘龍,它的化石最早在1910年時被發現,當時化石有牙齒、有下頜骨、有肋骨、有尾椎,還有背上的神經棘等,但是沒有腦袋和四肢。於是古生物學家理所當然的用異特龍的化石來套棘龍,得到了一個現在看來非常奇葩的恐龍,體長約14米,後仰站立。80多年過去了,古生物學家在北非找到了編號為MSNM V4047的化石,這是棘龍的頭骨前部,人們終於知道棘龍的腦袋類似鱷魚是細長的,它的體長也變成了16至18米,身高超過6米。就在幾年前,古生物學家發現了更完整的棘龍化石,包括第一次發現的後肢化石。新的化石證明棘龍是短腿,其以四肢行走而不是雙足行走,於是其外形再一次發生變動,長度雖然沒怎麼變,但是身高卻減了不少,只有4米多啦。這個例子說明化石的不完整影響了我們對於恐龍等史前生命外形的判斷,我們也是憑藉著越來越多的化石來更加真實的還原史前生物的體型。

圖注:1910年在北非發現的棘龍化石,圖片來自網絡

圖注:雙腳站立的棘龍復原,圖片來自網絡

圖注:最新的四足站立的棘龍,圖片來自美國國家地理

第二個因素是關於軟組織的忽略。我們知道,在動物的骨骼上還有許多軟骨結構,就比如在脊椎動物每節脊椎骨兩側都有軟骨,這些軟骨雖然很薄,但是加在一起也能夠增加動物的體長。古生物學家曾經計算過,一隻大型的鴨嘴龍計算其軟骨長度之後,總長度可能要增加一米呢。

第三個因素是研究方法和理論的進步,這個則完全是我們自己的問題。科學技術和研究方法是隨著時間的推移不斷髮展進步的,早期的古生物研究今天看來充滿了錯誤,就好像最早的霸王龍都是挺像抬頭站立的,尾巴在身後拖著地。隨著研究的進步,我們知道霸王龍是雙足行走,身體與地面成水平的,於是霸王龍變矮了,但是卻變得更長了!

圖注:早期的霸王龍復原,挺立身體,尾巴拖地,圖片來自網絡

圖注:今天的霸王龍復原,圖片來自網絡


以上三個因素也只是影響我們測定古生物長度的部分原因,其他的影響因素也是有很多的。


最後總結一下:古生物化石的形成不會在幾何尺寸上產生大變化,但是現實中由於各種因素的制約,我們卻無法百分之百計算出古生物生前最準確的幾何尺寸。


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