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侏罗纪霸主如何从小卒“上位”

来源:科技日报 发布时间:2018-07-05
摘要:

  作者:斯蒂芬·布鲁萨特

  恐龙是怎么登上霸主宝座的?传统观点认为,恐龙非常特别,天生就拥有优越的速度、身手和代谢能力,于是很快就轻松击败了早期对手,开始遍布全球,建立起自己的帝国。但在过去15年里,随着全球各地都发现了大量新化石、构建演化树和分析演化趋势等新方法出现,我们发现恐龙登上霸主宝座可能并没有想象的那么顺利。

  全球剧场上的一个小角色

  最古老的恐龙化石可以追溯到约2.3亿年前,发现于阿根廷伊沙瓜拉斯托省立公园。科学家数十年来都在当地采集化石。上世纪八九十年代,他们在这里发现的化石包括埃雷拉龙、始盗龙、曙奔龙和圣胡安龙,分别属于恐龙家族中的三大主要分支:肉食性的兽脚类、长脖子的植食性蜥脚形类和长着喙部的植食性鸟臀类。

  2.3亿到2.2亿年前的三叠纪中期,这三大恐龙亚群已经开始迁徙。当时的地球上只有一片从南极延伸到北极的盘古大陆,四周是被称为泛古洋的全球海洋。地球要比以前温暖得多。赤道穿过盘古大陆的中心,于是这块陆地上总是有一半因夏日而酷热,另一半因冬季而凉爽。这种巨大的气温差异造就了狂暴的“巨型季风”,将盘古大陆分成了环境各不相同的区域,各自都有不同的风力和降水特征。赤道地区闷热得让人难以忍受,两侧还形成了亚热带沙漠。中纬度地区稍微凉爽一些,而且要潮湿得多。

  埃雷拉龙、始盗龙和其他伊沙瓜拉斯托的恐龙都生活在气候比较宜人的中纬度地区,那盘古大陆的其他地方又如何呢?早期恐龙是不是也像传统观点那样轻松占领了这些气候更严酷的地方呢?

  对葡萄牙、西班牙、摩洛哥和北美东部海岸2.3亿到2.2亿年前的重要化石点的挖掘结果显示,这些地方由大量两栖类和爬行类化石构成,但没有恐龙。这就有些出人意料了:恐龙并不是一出生就横扫盘古大陆的强大生物,它们承受不了酷热,依然蛰伏于世界一隅,只不过是全球大剧场上的一个小角色。

  被近亲假鳄类全面压制

  但就在似乎永远没法出人头地的时候,恐龙迎来了两个幸运的突破。首先,在潮湿地区里,当时主要的大型植食性动物(即爬行类里的喙龙和哺乳动物表亲里的二齿兽)开始衰退。它们甚至在部分地区完全消失,但消失原因至今不明。这场2.25亿到2.15亿年前的衰落让原始的植食性蜥脚形类有了占据重要生态位的机会。蜥脚形类的祖先很快就在南北半球成为了潮湿地区的主要植食者。第二,在约2.15亿年前,恐龙终于开始向北半球的沙漠进军,这可能是因为季风和大气中二氧化碳的改变减弱了干旱地带和潮湿地带的差别,让恐龙可以更轻松地在两地间迁徙。

  虽然有这两个幸运的加持,但从恐龙诞生的2.3亿年前到三叠纪结束的2.01亿年前,整个三叠纪里恐龙的地位都没有改变。地球上的某些地方只有部分恐龙能够适应,不论是生活在潮湿的森林还是炙热的沙漠,它们身边都围绕着各种更大、更常见、更多样化的动物。不论何时何地,恐龙的数量都远远赶不上哺乳动物祖先、巨大的两栖类和古怪的爬行类动物。不过最重要的是,三叠纪的恐龙被近亲假鳄类全面压制,后者正是主龙类中的鳄类分支。

  英国爱丁堡大学的古生物学家斯蒂芬·布鲁萨特等人编辑了一个庞大的三叠纪恐龙和假鳄类数据库,分析了400多个解剖特征,得到了一个令人震惊的结果,在整个三叠纪里,假鳄类解剖学特征的多样性都显著高于恐龙,可见它们在尝试更多食物、行为方式和生存方式。两类动物的种类都在三叠纪中逐渐增多,但假鳄类一直胜过恐龙。虽然主流观点认为恐龙是肆意屠戮对手的超级“士兵”,但它们其实在大部分时间里都不是假鳄类的对手。

  用谜之方法夺过王冠

  为什么恐龙最后能从鳄系表亲手里夺过王冠?最重要的因素可能是它们又一次走了大运。接近三叠纪末期的时候,巨大的地质力量将盘古大陆向东西拉扯,让这块超大陆破裂开来。这道裂缝里如今流淌着大西洋,但在当时却翻滚着岩浆。在50多万年的时间里,海啸般的熔岩巨浪都在盘古大陆中部大部分地方肆虐,和5000万年前的二叠纪末期火山大喷发惊人地相似。和之前的喷发一样,三叠纪末期的火山爆发也引发了大灭绝。鳄系主龙类一蹶不振,只有少数成员幸存了下来,成为现生鳄鱼和短吻鳄的祖先。

  而恐龙似乎根本没受烈火和硫磺的影响。兽脚类、蜥脚形类和鸟臀类这几个主要类群都扬帆进入了下一个地质时代——侏罗纪。全世界都形同炼狱的时候,恐龙反而欣欣向荣,还从混乱里得了不少好处。

  但是谁也说不出其中缘由,究竟是恐龙有胜过假鳄类的特别之处,还是仅仅凭借运气就安然无恙地躲过了让诸多其他物种灭绝的灾难?这个谜题就要等着未来古生物学家来解答了。

  (来源:环球科学;翻译:邢立达 李锐媛)

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