03.04 古生物形成化石过程中,几何尺寸会产生多大的变化?

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图注:种类众多的古生物,我们如何可以确定他们的尺寸呢?图片来自网络


几何尺寸,实际上就是动物的长宽高。化石能否真实反映史前生物的体型,会不会因为化石形成过程中发生形变的关系出现缩水或者扭曲呢?其实这是个算得上小复杂的问题,也是可以说一下的问题。

图注:大家印象里的化石一定都是这样的吧,图片来自网络

图注:其实化石经常少的可怜,图片来自网络

首先来说说化石本身吧,人类发现的绝大部分化石都是动物的骨骼,骨骼本身是由钙和磷等矿物质组成,这些矿物质保证了骨头的强韧坚硬。骨头本身的成分又保证了其在形成化石的过程中不会缩水或者膨胀,化石化的过程本身是成分的置换,也并不会出现尺寸的变化。

既然变成化石的过程中不会改变史前生物的尺寸,那么这个问题也就有答案咯。其实并没有那么简单,尽管化石形成过程中不会出现形变,但是依然存在着很多因素导致我们无法准确的估算其几何尺寸:

下面我们来举几个例子

第一个因素是化石本身的缺失,有的时候缺失非常严重,仅仅有牙齿的化石,甚至于都不可能判断出物种本身的基本尺寸了。举个例子:最长的食肉恐龙棘龙,它的化石最早在1910年时被发现,当时化石有牙齿、有下颌骨、有肋骨、有尾椎,还有背上的神经棘等,但是没有脑袋和四肢。于是古生物学家理所当然的用异特龙的化石来套棘龙,得到了一个现在看来非常奇葩的恐龙,体长约14米,后仰站立。80多年过去了,古生物学家在北非找到了编号为MSNM V4047的化石,这是棘龙的头骨前部,人们终于知道棘龙的脑袋类似鳄鱼是细长的,它的体长也变成了16至18米,身高超过6米。就在几年前,古生物学家发现了更完整的棘龙化石,包括第一次发现的后肢化石。新的化石证明棘龙是短腿,其以四肢行走而不是双足行走,于是其外形再一次发生变动,长度虽然没怎么变,但是身高却减了不少,只有4米多啦。这个例子说明化石的不完整影响了我们对于恐龙等史前生命外形的判断,我们也是凭借着越来越多的化石来更加真实的还原史前生物的体型。

图注:1910年在北非发现的棘龙化石,图片来自网络

图注:双脚站立的棘龙复原,图片来自网络

图注:最新的四足站立的棘龙,图片来自美国国家地理

第二个因素是关于软组织的忽略。我们知道,在动物的骨骼上还有许多软骨结构,就比如在脊椎动物每节脊椎骨两侧都有软骨,这些软骨虽然很薄,但是加在一起也能够增加动物的体长。古生物学家曾经计算过,一只大型的鸭嘴龙计算其软骨长度之后,总长度可能要增加一米呢。

第三个因素是研究方法和理论的进步,这个则完全是我们自己的问题。科学技术和研究方法是随着时间的推移不断发展进步的,早期的古生物研究今天看来充满了错误,就好像最早的霸王龙都是挺像抬头站立的,尾巴在身后拖着地。随着研究的进步,我们知道霸王龙是双足行走,身体与地面成水平的,于是霸王龙变矮了,但是却变得更长了!

图注:早期的霸王龙复原,挺立身体,尾巴拖地,图片来自网络

图注:今天的霸王龙复原,图片来自网络


以上三个因素也只是影响我们测定古生物长度的部分原因,其他的影响因素也是有很多的。


最后总结一下:古生物化石的形成不会在几何尺寸上产生大变化,但是现实中由于各种因素的制约,我们却无法百分之百计算出古生物生前最准确的几何尺寸。


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