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恐龍 長的跟你知道的不一樣!!??

勞倫斯.威特默在他位於俄亥俄大學的實驗室裡,凝視著霸王龍頭骨鑄件的內部。霸王龍的腦殼輪廓讓古生物學家得知這種動物高度仰賴嗅覺。2019年的一份研究根據處理氣味的腦區相對大小,推論霸王龍的氣味受體基因數可能是人類的1.5倍。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE
勞倫斯.威特默在他位於俄亥俄大學的實驗室裡,凝視著霸王龍頭骨鑄件的內部。霸王龍的腦殼輪廓讓古生物學家得知這種動物高度仰賴嗅覺。2019年的一份研究根據處理氣味的腦區相對大小,推論霸王龍的氣味受體基因數可能是人類的1.5倍。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE

重新想像恐龍

【撰文:麥克.格雷許科 MICHAEL GRESHKO/攝影:保羅.維佐尼 PAOLO VERZONE/繪圖:大衛.博納多納 DAVID EBONADONNA /圖表:加百列.烏格托 GABRIEL UGUETO】

在過去幾年中,科學家每年平均發掘大約50種新恐龍,這樣的速度是數十年前難以想像的。最新的陣容裡有翅膀如蝙蝠的嬌小飛行恐龍,也有地球有史以來最大陸生動物的長頸食草恐龍。醫學掃描儀、粒子加速器和化學分析法,讓研究人員能將骨頭與岩石虛擬分離,看見化石最細微的隱密特徵。從恐龍蛋和羽毛的顏色到腦部形狀,如今的恐龍大全包含了許多過去未知的細節,包括這些動物如何出生、成長與生活。

有這些工具在手,今日的科學家不僅大幅修正了我們對恐龍的流行文化想像,就某種意義而言,他們也讓這些非凡的動物復活了。談及恐龍的發現時,愛丁堡大學古生物學家史蒂夫.布魯賽特說:「我真心覺得現在就是黃金時代。」

恐龍長久以來這麼擄獲人心是很合理的。在長達1億5000萬年的時間裡,牠們縱橫古代地球,生活在今日所有七大洲上。恐龍在牠們主宰的時代極其成功,適應成各種體形與大小。估計,科學家已經為超過1100種已滅絕的恐龍編目,而這只是曾經存在的一部分物種而已,因為化石只有在少數環境中才能形成。牠們的故事持續至今。6600萬年前,有顆小行星撞擊墨西哥的猶加敦半島,消滅了地球上四分之三的生物,但有一群恐龍存活下來,成為我們今天稱為鳥類的有羽動物。

二十多年來,許多冷凍遺體都曾通過俄亥俄州歐布列尼斯醫院的電腦斷層掃描儀,包括這隻暹邏鱷。附近的俄亥俄大學古生物學家勞倫斯.威特默運用現代動物的掃描結果,重建與詮釋已滅絕恐龍的內部構造。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE
二十多年來,許多冷凍遺體都曾通過俄亥俄州歐布列尼斯醫院的電腦斷層掃描儀,包括這隻暹邏鱷。附近的俄亥俄大學古生物學家勞倫斯.威特默運用現代動物的掃描結果,重建與詮釋已滅絕恐龍的內部構造。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE

西方科學直到1820年代才正式開始研究恐龍,但獲得的認識已經大大揭露了陸生動物如何受到不斷變化的地球影響。隨著各洲分離漂移又重組、氣溫與海平面上升又下降,恐龍依然存在。我們能從牠們的反應和韌性中學到什麼?要敘述這樣的史詩級故事,需要在全球各地搜尋恐龍骨頭,而從阿拉斯加到辛巴威,古生物學家提供的化石達前所未見之多。北非是發現最多新化石的地區之一。

在摩洛哥撒哈拉沙漠41度高溫下揮汗的人,可能很難想像這片土地曾蓊鬱而布滿河道,其深度足以容納如車輛般大小的魚。不過多年來,國家地理探險家尼札爾.伊布拉希姆和他的古生物學家小組不斷重返該區域,追尋迄今所見最怪異的一種恐龍:名為埃及棘龍的河中怪物。

最早的棘龍化石在1910年代於埃及發現,但是在二戰時期於德國遭到空襲摧毀。儘管如此,根據留存下來的田野筆記、素描和原始化石的照片,加上20世紀後來發現的零星骨頭和牙齒,在在暗示了這種擁有帆狀背脊的神祕生物,過著某種水棲生活。舉例來說,棘龍的圓錐形牙齒很適合捉魚,所以古生物學家猜測,牠們可能潛行於淺水處,然後猛力把魚從水中攫出,就像蒼鷺或灰熊那樣。因此,當伊布拉希姆和他的同事於2014年描述他們在摩洛哥發現新的棘龍部分骨骼,藉此論證這種生物多數時間都在水裡游泳和覓食時,引起了一陣轟動。

隨著恐龍的新發現逐漸累積,修正恐龍模型的需求也增加了。在義大利的福薩爾塔迪皮亞韋,博物館塑像公司「恐龍製造者」的工藝師古宗.伊昂,正在幫一隻10.5公尺長實體大小的棘龍亞成體塑造新的尾部。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE
隨著恐龍的新發現逐漸累積,修正恐龍模型的需求也增加了。在義大利的福薩爾塔迪皮亞韋,博物館塑像公司「恐龍製造者」的工藝師古宗.伊昂,正在幫一隻10.5公尺長實體大小的棘龍亞成體塑造新的尾部。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE

為了進一步佐證這項主張,伊布拉希姆的團隊在國家地理學會贊助下,於2018年回到這片不毛之地,希望找到更多部位的骨頭。

發掘工作十分艱辛。為了清除成噸的岩石,團隊買了此區唯一能用的手提鑽,結果幾分鐘後就壞了,他們只好找把這個爛機器賣給他們的人幫忙修理。團隊中有好幾名成員在返家後就因體力衰竭而住院治療。不過,在可能獲得新發現的激勵下,他們開始找到一塊又一塊棘龍尾部的脊椎骨,有時新發現相隔僅幾分鐘或幾公分而已。這些化石珍寶讓挖掘的眾人樂得飄飄然,他們用岩錘敲擊出音樂節奏,放聲高歌起來。

出土的附肢形似約5公尺長的船槳,這是在大型食肉恐龍身上所發現過最極端的水生適應構造;這項成果在今年稍早發表於《自然》期刊。「這會變成非洲古生物學的一個象徵、一個經典。」伊布拉希姆告訴我。

在摩洛哥的撒哈拉沙漠,鐵鍬與尖鋤此起彼落地飛舞著,一群古生物學家、學生和專業挖掘者正在尋找埃及棘龍的化石。在這個地點找到的骨頭顯示,棘龍的尾部可以在水中推動前進,這是第一次在大型食肉恐龍身上發現這個特徵。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE
在摩洛哥的撒哈拉沙漠,鐵鍬與尖鋤此起彼落地飛舞著,一群古生物學家、學生和專業挖掘者正在尋找埃及棘龍的化石。在這個地點找到的骨頭顯示,棘龍的尾部可以在水中推動前進,這是第一次在大型食肉恐龍身上發現這個特徵。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE

棘龍的故事配上沙漠景致和歷史糾葛,感覺好像抄自某部電影劇本。但後續對棘龍尾部化石的研究,恰恰顯示了今日的恐龍研究有多麼不一樣。

為了他的研究,伊布拉希姆從卡薩布蘭加前赴麻州劍橋,來到哈佛大學生物學家喬治.羅德的實驗室。羅德自承不是古生物學家:他專門研究水生動物如何在水中移動,利用高速攝影機和機器人弄清楚牠們如何游泳。為了測試棘龍,羅德用橘色塑膠剪出一條20公分長的恐龍尾部,黏上金屬桿子,再連接到價值5000美元的力換能器上――這是從天花板懸垂下來的「拍撲器」的一部分。沉入水中後,架設好的尾部突然活躍起來,前後撲打,並將數據從裝置傳送到一旁的電腦。

負責設計和帶領這項實驗的是哈佛大學古生物學家史蒂芬妮.皮爾斯,她和羅德的實驗結果顯示,相較於有親緣關係、不諳水性的恐龍,棘龍的尾部在水中傳遞的向前推力多了八倍以上。這種身軀比霸王龍更長的野獸,似乎像鱷魚一樣在河裡游來游去。「我們剛開始時,是一位恐龍古生物學家聯繫另一位古生物學家,結果他又找來了一位魚類生物機器學家。」皮爾斯說:「要做現代的尖端研究,就需要一個成員背景非常多元的團隊。」

除了主辦展覽,博物館也會保護和研究各種化石。英國自然史博物館保存了已知唯一的Adratiklit骨頭,這是迄今所發現最古老的劍龍類( 編按:Ad rat i k l i t 在柏柏爾語中是山蜥蜴的意思)。2019年,由專任研究員蘇珊娜.梅德曼特帶領的一個團隊,以她在圖中所環抱的臂骨為證據之一,宣布Adratiklit是新的一屬 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE
除了主辦展覽,博物館也會保護和研究各種化石。英國自然史博物館保存了已知唯一的Adratiklit骨頭,這是迄今所發現最古老的劍龍類( 編按:Ad rat i k l i t 在柏柏爾語中是山蜥蜴的意思)。2019年,由專任研究員蘇珊娜.梅德曼特帶領的一個團隊,以她在圖中所環抱的臂骨為證據之一,宣布Adratiklit是新的一屬 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE

如今,這類跨學科研究室的實驗正是恐龍研究的特色。新式電腦讓科學家能處理大量的骨骼特徵資料集,並建構恐龍的系譜樹。仔細檢視比影印紙還薄的骨頭切片,可以看出恐龍生長陡增的詳細時期與時機。而透過用來預測氣候變遷的相同模型,古生物學家能以電腦模擬小行星撞地球,就像是6600萬年前發生的那樣,以觀察後來導致的末日寒冬中,恐龍棲地的縮減情形。很少有技術像醫學用的電腦斷層掃描這樣,徹底改變我們對恐龍的認識,而如今這是標準的古生物工具組了。

「我們能把所有這些已滅絕動物的骨頭資料放進電腦,用來做一些實驗。」俄亥俄大學古生物學家勞倫斯.威特默說:「我們可以把缺少的部分重建起來……做撞擊測試、跑模擬程式,以更了解這些動物實際上如何運作。」

電腦掃描也免除了一個過去所需要做的妥協:是否要犧牲化石的軟組織印痕,一路削到骨頭?很多敘述都提到過,恐龍的皮膚印痕在製備過程中被磨成灰。如今研究人員利用虛擬方式,把骨頭從岩石上切開。「那確實讓你懷疑,我們到底漏看或清除掉了哪些東西?」英國朴次茅斯大學古生物藝術家馬克.威頓說。

勞倫斯.威特默在他位於俄亥俄大學的實驗室裡,凝視著霸王龍頭骨鑄件的內部。霸王龍的腦殼輪廓讓古生物學家得知這種動物高度仰賴嗅覺。2019年的一份研究根據處理氣味的腦區相對大小,推論霸王龍的氣味受體基因數可能是人類的1.5倍。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE
勞倫斯.威特默在他位於俄亥俄大學的實驗室裡,凝視著霸王龍頭骨鑄件的內部。霸王龍的腦殼輪廓讓古生物學家得知這種動物高度仰賴嗅覺。2019年的一份研究根據處理氣味的腦區相對大小,推論霸王龍的氣味受體基因數可能是人類的1.5倍。 攝影: 保羅. 維佐尼 PAOLO VERZONE

最近威特默利用電腦斷層掃描,發現主要的恐龍類群演化出獨特的顱部冷卻系統,讓腦部不致過熱。而像包頭龍之類的甲龍,則仰賴演化成導管狀的鼻道(形似轉了很多圈的瘋狂吸管),讓牠在呼吸時散熱,冷卻通往腦部的血液。另一方面,霸王龍之類的大型掠食者則用寬大的鼻竇排出多餘的熱。就如同鐵匠操作風箱般,霸王龍藉由開合下顎來將空氣吸入或壓出腔室,讓溼氣蒸發掉而把熱帶走,類似夏天流汗的作用。

透過電腦斷層掃描,我們也能得知恐龍成長時是如何移動與變化。南佛羅里達大學的萊恩.卡爾尼利用短吻鱷和鳥類的X射線影片與電腦動畫建立的3D模型,在2016年揭示了始祖鳥這種有羽毛恐龍能藉由拍翅驅動自力飛行。而為了解鼠龍這種巴塔哥尼亞的食草動物如何成長,阿根廷研究人員亞歷杭卓.奧泰羅將恐龍骨頭掃描影像利用電腦...完整內容文章及更多恐龍繪圖,在《國家地理》雜誌2020年10月號 NO.227「顛覆恐龍世界!」

【麥克.格雷許科在本刊2017年6月號中報導過加拿大的一副恐龍化石。保羅.維佐尼曾三度獲得世界新聞攝影獎。科學插畫家大衛.博納多納在2014年10月號中首次描繪棘龍。加百列.烏格托專精於重建已滅絕的生物。】

《國家地理》雜誌2020年10月號 NO.227「顛覆恐龍世界!」
《國家地理》雜誌2020年10月號 NO.227「顛覆恐龍世界!」

延伸閱讀》

南極附近首度發現恐龍羽毛

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