恐龙的“亲戚”和“邻居”们
2021-11-25张唯诚
张唯诚
恐龙时代的生物群
如果你想到中生代(三叠纪、侏罗纪和白垩纪),你可能就会联想到恐龙!没错,那个时代,即2.52亿年前到6600万年前,是恐龙进化、繁衍和遭遇灭绝的时代。但如果你只想到恐龙,你会错过很多其他神奇的生物,尤其是其他爬行动物,因为恐龙只是中生代爬行动物的一种。在当时,地球上的其他“居民”还有不少,包括现代鳄鱼的祖先。与此同时,翼龙“统治”着天空。虽然翼龙经常被称作“恐龙”,但它们只是恐龙的“亲戚”。
中生代的海洋是由非恐龙的爬行动物统治的,包括鱼龙,而鱼龙和翼龙一样,也不是恐龙,只是恐龙的“亲戚”。科学家们已经发现了100多种鱼龙化石,其中有一只不幸的鱼龙可能是在试图吃掉和它一樣大的食物时死亡的。在当时的海洋里,还有其他庞大的爬行动物。蛇颈龙(它也不是恐龙)有很长的脖子,脖子的骨头多达几十块。这种动物巨大的鳍状肢能让它们像企鹅一样在水中游泳。尽管蛇颈龙的体型庞大,但是它仍然有很多天敌,例如要应对来自巨型沧龙的威胁,巨型沧龙通常以蛇颈龙为食。
虽然中生代通常被称为“爬行动物的时代”,但爬行动物并不是当时唯一的物种。当时的海洋里有鱼儿游弋,昆虫和其他无脊椎动物数量众多,而哺乳动物,也就是人类的祖先,也登临了生命的大舞台。
这幅侏罗纪风景画描绘了2亿年前~1.46亿年前的生命可能的样子。
科学家们发现了一具啮齿动物大小的哺乳动物化石残骸,该动物看起来像是狐猴和松鼠的杂交品种。这具化石表明,哺乳动物最早出现在2亿多年前,那是一个被称为“晚三叠纪”的时期,也是最早的恐龙生活的时期。
远古的生态系统中生活着今天的鳄鱼、蛇、蜥蜴和海龟等爬行动物的祖先。在这片土地上还有很多其他种类的爬行动物,但它们现在早已灭绝。这些爬行动物有些栖息在海里,有些像鸟儿一样翱翔在空中,有些则生活在陆地上。有些陆生动物乍一看很像恐龙,但它们的化石或遗骸的详细特征清楚地表明它们并不是恐龙。
这些远古的非恐龙动物有许多与恐龙同时灭绝,还有一些在数百万年前灭绝了。科学家们仍然不能确定其灭绝的原因,但研究化石记录可以提供一些线索,还能帮助解答诸如“哪些远古生物之间的亲缘关系最为密切”“它们何时首次出现”,以及“它们是如何进化的”等疑问。
谁是恐龙
尽管恐龙的生活习性与形态各异,但它们至少具有一个共同点,那就是每种恐龙的大腿骨与骨盆相连处都有窝洞。对此,美国弗吉尼亚理工大学古脊椎动物学家斯特林·内斯比特认为:“所有的恐龙都有这种开放的髋关节窝,而其他爬行动物身上却没有。”简单地说,没有这种臀部结构的爬行动物都不是恐龙。
科学家们通过观察臀部结构等特征来区分物种。每一个物种,无论是现存的还是已经灭绝的,都有自己独特的特征:鸟类有羽毛,哺乳动物有毛发,今天的爬行动物都有鳞片。化石研究表明,大多数恐龙都有鳞片,鱼类也是如此,但恐龙的鳞片和鱼类的鳞片是不同的。通过观察共同的特征,科学家可以知道哪些生物之间是有关联的。两个物种的共同特征越多,它们之间的关系就越密切。
对于生物而言,科学家们往往会超越解剖学的范畴,考虑DNA等遗传物质的异同。但对于古代动物,科学家们通常只有化石可供研究。他们利用这些不同的特征建立一个族谱,这种方法被称为“支序分类学”。
翼龙是会飞的爬行动物,它们实际上并不是恐龙。
即使有些动物在外表和行为上很像恐龙,但假若它们没有特定的臀部结构特征,仍然不能被称作“恐龙”。科学家们曾在《古脊椎动物学杂志》上描述了一种生活在2.42亿年前、长约2.75米的凶猛的食肉动物,它的一些牙齿边缘呈锯齿状,酷似牛排刀。但这种古代食肉动物并不是恐龙,因为它不具备特定的臀部结构特征。
这种古代食肉动物生活在大约2.42亿年前,看起来很像恐龙,但并不是恐龙,它们与鳄鱼的亲缘关系更近。
研究人员是在非洲东南部的坦桑尼亚发现这种动物的骨骼化石的,他们认为这种动物是一个新物种。 它们与鳄鱼的亲缘关系更近,其中一些长达6米,经常被误认为是恐龙,因为它们看起来太像恐龙了,但臀部结构表明它们根本就不是恐龙。
统治天空的恐龙“表亲”
其实,鸟类并不是第一个飞上天空的脊椎动物。事实上,有一种爬行动物比鸟类早出现7500万年以上,这种动物被称为“翼龙”。
翼龙是恐龙的近亲,它们的臀部结构大致相似。然而,这种相似并不意味着翼龙是从恐龙进化而来的,而仅仅代表它们拥有共同的祖先。所以,在爬行动物的族谱上,它们只是“表亲”。
已知的最古老的翼龙非常适合飞行。像鸟儿一样,它们的骨头是中空的结构,其间充满了空气,这使得它们的身体更轻,更容易离开地面。但翼龙一般没有羽毛,它们的翅膀表面覆盖着由皮肤和其他组织构成的薄膜,这些薄膜在它们的翅膀骨骼(包括很长的指状物)和身体之间伸展。有时,翅膀的后缘向后伸展,与翼龙的脚踝连在一起。
在最初的7000万年里,翼龙的体型基本保持不变。当时,所有翼龙物种的平均翼展大约为1.2米。然而,自约1.5亿年前开始,翼龙的体型逐渐变大,这种趋势一直持续到6600万年前这种动物灭绝。在濒临灭绝的时期,各种翼龙的翼展扩展到了从3米到10米不等。
所有翼龙物种的平均翼展的增加通常有赖于两个因素的推动:一是一些大型翼龙进化了;二是大多数小型翼龙消失了。其原因就在于鸟类和小型翼龙可能以相同类型的生物为食,而早期的鸟类可能比小型翼龙更活跃或更敏捷,因此,会飞的爬行动物在与鸟类争夺食物的竞争中可能走向了失败。随着时间的推移,小型翼龙基本上灭绝了,而那些幸存下来的翼龙进化得体型巨大,它们不再与鸟类争食了。
恐龙以其不寻常的外表而闻名,许多种群拥有角、尖刺及其他奇怪的特征。翼龙的外型可能看起来也很奇怪,一些早期的物种有着露着牙齿的下颚和长长的尾巴,之后这些特征便退化了。
但有一种翼龙的外型可能比其他种类的翼龙看起来更奇怪。它们生活在大约1.2亿年前,活动范围相当于我国的东北地区。这种成年翼龙的翼展大概有1.5米,在很多方面看起来很像其他种类的翼龙,但它们的化石提供了非常惊人的线索,表明这个物种十分特殊。它们的下颚前部有一根细长的月牙形骨骼,在靠近这骨头和下颚相接的地方,有一种奇特的钩形突出物。
其他种群的翼龙并不具有这种特征。事实上,无论是现存的,还是早已灭绝的脊椎动物,都不具有这样的骨骼突出物。因此,科学家们不太确定这个钩子的用途。根据钩子的位置判断,翼龙的下颚下方可能有一个鹈鹕一样的囊袋,表明这种翼龙可以在湖泊或河流上通过俯冲的方式捞鱼,囊袋可能是用来装鱼的。
总之,恐龙时代的陆地、海洋和天空都是动物们同台竞技的赛场。其中,爬行动物处于统治地位,哺乳动物逐渐发展壮大,因而恐龙拥有众多的“亲戚”和“邻居”。