霸王龍已滅絕的白堊紀晚期爬行動物

霸王龍(學名:Tyrannosaurus),又名暴龍,是暴龍屬目前僅有的一個有效物種,屬於暴龍科的巨型獸腳類恐龍。生存於白堊紀末期的馬斯特裡赫特階,距今約6700萬年到6500萬年,是白堊紀-第三紀滅絕事件前最後的恐龍種群之一。 其身長估計可達13米,臀部高度約4米,體重約8噸,擁有肉食恐龍中最大的咬合力,咬合力將近6公噸,相當於一隻大象的重量。其化石分佈於北美洲的美國與加拿大。

物種發現

霸王龍已滅絕的白堊紀晚期爬行動物


霸王龍

1902年,美國一位恐龍化石採集家巴納姆·布朗在美國蒙大拿州的黑爾溪發現了一具巨型的肉食性動物骨骼,當時他是美國國家歷史博物館的工作人員。之後的兩個夏天,他相繼從堅硬的砂岩中挖掘骨架。由於骨頭相當沉重,於是他製造了一種用馬匹拖拉的專用雪橇,這才把骨頭運到附近的公路。他所發現的是第一具霸王龍的骨骸。

1910年,巴納姆·布朗率領的考察隊在加拿大艾伯塔省境內的紅鹿河峽谷開始了大規模的採集。布朗在那裡找到了保護得極為完好的戟龍、盔龍和尖角龍等骨架化石和一些恐龍皮膚化石。

在紐約博物館中,布朗的老闆奧斯本迫不及待的把他命名為霸王龍的動物公諸於世,在安裝骨架的同時,布朗和奧斯本以模型重塑霸王龍生前的風采,但是他們無法把重達兩噸的骨頭組合成他們心目中的形象——“靈巧如鳥的巨獸”,他們只好將他組合成直立而遲鈍的模樣。

2013年12月25日,英國和澳大利亞研究人員說在澳大利亞發現了一塊霸王龍恥骨化石,這是有證據顯示霸王龍也曾經生活在南半球大陸上。

研究人員在最新一期美國《科學》雜誌上報告說,這塊化石非常特別,確信於霸王龍。它長約30釐米,出土於澳大利亞東南部的恐龍灣,形狀類似一根兩端膨脹的杆,其中一端扁平,另一端呈靴狀。

這塊化石所屬的物種已被暫時命名為NMV P186069。研究人員推測,其主人體形介於6.5-7.2米之間,重約5.9噸,而普通霸王龍體長可超過12米,重量可超9噸。儘管個頭差別很大,但兩者均頭部巨大,前肢退化,後肢發達。

霸王龍已滅絕的白堊紀晚期爬行動物


外形特徵

前肢

如同其他暴龍科,霸王龍擁有非常小的前肢,長度只有後肢的22%,一般個體的長度僅有80釐米左右,相對霸王龍的巨大體型和後肢來說,前肢顯得非常細小,相當於一個成年人的手臂。它們的手臂非常細而小霸王龍的長頭骨使它的前肢位置也靠後,這對前肢前伸伸不過其的嘴部,也無法摸到自己的嘴,同樣更沒法觸及到到自己的腳部,可能其作用僅僅是平衡工具而已,用來平衡它們的巨大的頭部。

頭部

霸王龍已滅絕的白堊紀晚期爬行動物


霸王龍從霸王龍的頭骨形狀來看,其上頜寬下頜窄,咬合的時候上下頜牙施加的力不完全相對,有利於咬斷骨骼。霸王龍的牙齒成圓錐狀類似香蕉,適合壓碎骨頭,而絕大部分肉食恐龍的牙齒則多用於穿刺和切割。其頭骨結構顯示霸王龍的獵食行為可能和大部分獸腳類恐龍不一樣。

總體來說,大型肉食動物會選擇與自己身材相當或者更小的獵物。單獨獵食的動物往往選擇與自己身材相當或者更小的獵物;群體捕食的生物往往可以獵食比自己身材大很多的獵物。2014年的新論文顯示,成年霸王龍不同個體咬力在10萬牛頓到20萬牛頓之間.平均個體的咬合力大概為10噸+。

體型

霸王龍已滅絕的白堊紀晚期爬行動物


從身長上看,大部分食肉恐龍都可以超過霸王龍,包括鯊齒龍、蠻龍、魁紂龍、索倫龍,但霸王龍的身體寬度、頸椎寬度、腿長、骨盆大小、肩胛骨大小遠遠超過馬普龍和魁紂龍等幾乎所有的異特龍超科恐龍,並有著食肉龍里最大型和最粗壯寬大的頭部、頸椎、軀幹和後肢,一般身材和體形的食肉龍和獸腳亞目(如角鼻龍、異特龍、斑龍、永川龍等等)僅有霸王龍不到50%的體重,而一些粗壯的食肉龍(如特暴龍、爆誕龍)也只有同體長霸王龍的75%-80%體重。與暴龍科相比鯊齒龍科成員雖然在身長擁有略微優勢,但是在身體粗壯程度卻完全不能和暴龍科相提並論,比如,鯊齒龍與巨獸龍在身長上都接近霸王龍,但是在體重和身高上卻比不上霸王龍。食肉恐龍里只有蠻龍和魁紂龍在體重指數可以達到或接近霸王龍的90%。霸王龍的骨架也非常厚重,雖然爬行動物只要不死就會一直生長下去,但是這並不代表爬行動物會一直變高變長,霸王龍的生長週期到19歲時結束,最遲不會超過21歲,當霸王龍的生長週期結束後,雖然霸王龍還會繼續生長,但是它既不會長長也不會變高,它的骨架會變得更加粗壯,整體看起來會更加強壯。這就是為什麼28歲的“蘇”只有12.2米,卻可以和14米以上等級的mor1126,ucmp137538等競爭已發現最大的霸王龍的地位。

羽毛

在2004年,科學期刊《自然》公佈的一份研究,敘述了一種早期暴龍超科物種,奇異帝龍,化石發現於中國的義縣組。如同許多在義縣組發現的恐龍,帝龍的身體有一層覆蓋物,被認為是種原始羽毛。另外也發現過體型較大的暴龍類身上長有羽毛,例如華麗羽王龍。暴龍與其他暴龍科近親也被推測具有類似的原始羽毛。但在加拿大與蒙古所發現的成年暴龍科化石具有罕見的皮膚痕跡,由典型的卵石狀鱗片所組成。也有可能是幼年個體的身體某些部分覆蓋者原始羽毛,但成長後脫落,最後身體缺乏隔離物,如同許多現代大型哺乳類,例如大象、河馬、大部分的犀牛。根據霍爾丹法則,與身體體積相比,大型動物反而擁有較小比例的表面積,它們釋放的熱量溫度較高,而吸收的熱量溫度較低;因此成長後的暴龍較易保持體內的熱量。大型動物演化自溫暖的環境,而用來隔離熱量的羽毛會將過度的熱量留在體內,造成體溫過熱。因此大型暴龍科恐龍,例如霸王龍,可能在演化過程中失去原始羽毛,以適應溫暖的白堊紀氣候。

兩性異形

隨著標本的增加,科學家們開始注意到暴龍的個體間變化,並發現它們可分為兩種模式或形態,類似於某些其他獸腳亞目恐龍。其中一個形態較為粗壯,而另外一個較為纖細。數個形態學研究認為這兩種形態代表暴龍擁有兩性異形,而較粗壯的形態通常被認為是雌性個體。例如,數個粗壯標本的骨盆似乎較寬,可能用來容納產卵的通道。粗壯形態的第一節尾椎上的人字骨縮小,很明顯地用來是容納生殖系統的產道,這特徵也在鱷魚身上出現。

最近幾年,兩性異形的證據被削弱。一個2005年的研究發現,原先宣稱鱷魚的人字形骨特徵是兩性異形特徵是錯誤的,使得擁有類似特徵的暴龍的性別分類產生爭議。“蘇”的第1節尾椎上有完全大小的人字形骨,而“蘇”是個非常粗壯的個體,顯示這特徵並不能用來辨認這兩種形態。因為暴龍的標本被發現於薩克其萬省到新墨西哥州的地帶,個體間的差異可能較適合顯示地理差異,而非兩性異形。這些差異也可能與年齡有關,較粗壯的個體可能是較年老的個體。

現在只有一個霸王龍標本被認為確實屬於某個性別。“B-雷克斯”標本的數個骨頭內保存了軟組織。某些組織被鑑定為髓質組織,髓質組織是種只存在於鳥類身上的組織,是鈣質的來源,可在產卵期製造蛋殼。因為只有雌性個體產卵,髓質組織只存在於雌性鳥類體內;但在雌性個體製造荷爾蒙如雌激素的期間,雄性個體也有能力製造髓質組織。這個證據明確顯示“B-雷克斯”是個雌性個體,並在產卵期間死亡。最近的研究顯示鱷魚沒有髓質組織,而鳥類與獸腳類恐龍共同擁有髓質組織,進一步證明了兩者之間的演化關係。

食性

霸王龍已滅絕的白堊紀晚期爬行動物


霸王龍位於白堊紀晚期的食物鏈頂端,當時北美洲的各種恐龍基本上都可以成為它的捕獵對象,有時它們也會攻擊像阿拉莫龍這樣的長頸食草恐龍。腫頭龍由於體型較小一般不在霸王龍的食譜裡。甲龍很少被霸王龍捕食。當時分佈在北美的其他一些肉食恐龍例如矮暴龍等可能與霸王龍產生一些競爭,但卻遠不是霸王龍的對手。

物種進化

霸王龍已滅絕的白堊紀晚期爬行動物


霸王龍

霸王龍的最早的祖先來自三疊紀晚期的始盜龍,它身長只有90釐米,還不到1米,體重只有5到7千克。始盜龍的的下頜中部沒有一些素食恐龍那種額外的連接裝置。而是在下顎的中間,有一個能夠讓下顎彎曲的活動關節,當雙顎咬住東西的時候便會緊緊鉗住獵物,而暴龍就有這種下顎。

它還有一些有趣的地方,比如始盜龍具有5根“手指”,而後來出現的食肉恐龍的“手指”數則趨於減少,到了最後出現的霸王龍等大型食肉恐龍只剩下三到兩根“手指”了。再如,始盜龍的腰部只有三塊脊椎骨支持著它那小巧的腰帶,而後來的恐龍越變越大時,支持腰帶的腰部脊椎骨的數目就增加了。

數十年來,古生物學家一直認為霸王龍是其他巨型捕食者的後裔,例如異特龍(其實霸王龍並不是異特龍的後裔),它是最大,更多牙齒的恐龍的最後一代,這就是超級肉食恐龍的假設,似乎是理所當然的,但這並不正確。推測它會潛伏在植物叢中發動突擊,強壯的前肢上長有3個指爪,為重要的武器,一般以中型至大型草食性恐龍為食物,無疑是侏羅紀恐龍除了蠻龍以外最強的天敵之一,但到了白堊紀早期,異特龍突然消失在地球上,到了白堊紀晚期,暴龍科的霸王龍才出現在地球上。

近幾年發現的霸王龍和肉食恐龍有很多相異之處,就拿它的腳為例子,它那突出的第三趾是很多白堊紀末期恐龍的特徵,但它們都是小恐龍,他們並不是我們熟知的大型肉食恐龍,如似鴕龍。霸王龍其實是小型肉食動物,但後來演化成極為巨大的體型,它們和其他大型肉食恐龍並沒有任何關聯,從解剖學分析可以輕易的辨認出那些恐龍與霸王龍沒有關係。

要追蹤出霸王龍的進化歷程就甚為困難—化石紀錄中有一大段空白,接著霸王龍的第一位巨型祖先就突然出現了,直到在加拿大阿伯塔省海拔1300米的山區發現了新的線索,這裡有一段保存完好的史前海濱,線索烙印在此地已經有好幾百萬年了,加拿大恐龍足跡最多的地方是阿伯塔省一處叫‘大倉’的煤礦,那裡發現了甲龍等恐龍的足跡,他們通過巨大的崖面,發現這裡一度是濱海的泥地,這個地點之所以重要是在於它的年代有一億年之久,但附近卻沒有發現同時期的骨骸化石,所以專家們猜測,這是恐龍遷徙的時候留下的,在這些足跡裡面並沒有霸王龍的,但是根據這些細長的足跡來判斷是某種巨型恐龍留下的,這也許是它的祖先。

這種恐龍是雷克斯暴龍演化過程中一個轉折點,與當時其他小型捕食恐龍不同,它是利用雙顎來殺死獵物,而不是使用前肢。這種適應性變化造成霸王龍的興起和它獨特的外形,霸王龍最早來源於始暴龍,始暴龍體型細長,前肢也很長。演化至獨龍時,它的頭變得更大,前肢變得更短,獨龍和霸王龍類似,但細看各個特徵的時候會發現它比霸王龍更為原始。

古生物學家認為霸王龍最近的親戚有兩種:一是北美洲的懼龍,霸王龍在眼睛上方有一塊大骨突,而在蒙大拿發現的惡暴龍化石,這個骨突就比較不突出,在早期的懼龍身上甚至更小。二是亞洲的特暴龍,特暴龍原本稱為暴龍,但事實上它們有很多相異處,例如連接頭部的後腦幹部分。

根據2011年的研究報告,在7500萬年前的坎帕階,朱迪斯河組發現了一個暴龍亞科淚骨化石CM 9401,被歸類於Tyrannosaurus sp,但中坎帕階離霸王龍生存的晚馬斯特裡赫特階比較遙遠了,足足差了800萬-900萬年,所以有可能屬於別的暴龍亞科,例如懼龍屬。 一直以來,霸王龍是否披羽存在爭議,根據其近親研究通過華麗羽王龍披羽的化石證據從而引導出霸王龍超科物種都披羽的理論,但該理論存在一個缺陷就是華麗羽王龍並非霸王龍的直系祖輩科。而根據其古地理學研究,霸王龍生活的時代正處於全球變暖時期,加上霸王龍本身就已是體型龐大,足以自身保暖加之當時全球變暖和生活環境的固有溫暖。再披羽無疑是加重了散熱負擔。除此之外,霸王龍的皮膚印痕化石也已被發現。從而否定了全身披羽論。


分享到:


相關文章: