书城科普读物科学伴你行-恐龙探奇
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第5章 探求恐龙真面貌(3)

许多学者认为恐龙是色彩斑斓的动物,并具有伪装色。有些恐龙以颜色互相辨认;有些恐龙把颜色作为夸耀自己的“本钱”,特别在配偶面前,更是不遗余力地显示自己漂亮的色彩。因为现生的很多爬行动物是这样的,恐龙是不是也这样呢?科学家推测,恐龙皮肤的颜色可能还有调节体温的作用。有的恐龙皮肤可能还会变色呢!

恐龙的脚印

恐龙的脚印化石很早就被人们注意到了,但真正认识它却是比较晚的事。

1802年,一位美国青年在他的家乡康涅狄格峡谷附近的红色砂岩中,发现了许多恐龙脚印化石,但当时被当成是鸟爪的化石;甚至有人认为这是诺亚的渡鸟的脚印,把《圣经》里的故事强加到恐龙脚印上。

我国云南省晋宁夕阳彝族自治乡的彝胞有个习俗,当他们要埋葬死去的亲人时,送葬的队伍必须抬着棺材沿着一行“金鸡爪”的方向走向墓地。后来古生物学家发现当地人说的“金鸡爪”,原来是一行恐龙的脚印化石。

恐龙的脚印有三趾的和四趾的,还有趾间有蹼的脚印。三趾脚印看上去很像鸟或鸡的爪印;有些脚印与大象的脚印相似。三趾脚印有些是植食的鸟脚类恐龙踩的,有些是肉食的兽脚类恐龙踩的。大象似的脚印可能是蜥脚类恐龙留下的。从脚印排列特点分析,这些恐龙有四足行走的,也有两足行走的。恐龙的化石脚印大小不一,相差悬殊。小的脚印长不到10厘米,大脚印长可达40~50厘米。

1982年在韩国庆尚南道一带的海岸边,发现了数百个大大小小的恐龙化石脚印,其中最大的长120厘米,宽64厘米,有普通办公桌面那样大,是目前世界上发现的最大的恐龙化石脚印。

这些特大的脚印是巨型恐龙腕龙留下的。从脚印大小推断,腕龙的体长约30~35米,重70~100吨呢!

恐龙能跑多快

动物学家麦克奈尔·亚历山大在研究了恐龙的骨骼化石和足印化石以后认为,很多大型的四足行走的蜥脚类恐龙确实是行动慢吞吞的“笨伯”,行动速度只有大约每秒钟1米,与人类散步的速度相近。很大的两足行走的恐龙的足迹表明,它们行走的速度一般不超过每秒钟2.2米,这与人类快速行走的速度差不多。那些较小的、体重在500公斤左右(与赛马大小相近)的两足行走的恐龙的足印表明,它们能够以每秒钟12米的速度奔跑,这已经超过了人类百米赛跑冠军的最高速度(每秒钟11米),但是仍然大大低于赛马的奔跑速度(每秒钟大约15到17米)。外形有点类似当今非洲草原上的白犀牛的三角龙最快的奔跑速度可以达到每秒钟9米,相当于人类中百米赛跑健将的水平。

恐龙走路

恐龙是爬行动物,爬行动物运动姿态的最大特征是爬行。像蜥蜴那样,肚皮贴着地面,四肢由躯体下方向外伸出,在地面上匍匐前进。这种运动方式,不仅速度很慢,而且相当费劲。

从前,人们一直认为恐龙就是这样在地上爬来爬去的。但后来通过一些学者的研究,发现这是对恐龙的误解,是把恐龙看得比较低下,小看了它的缘故。

恐龙如果真的是一种只能爬行的动物,那么它是否能在地球上耀武扬威达1.5亿年之久,就很值得怀疑。恐龙成为中生代舞台上的大主角,其运动姿态起了很重要的作用。

四足行走的恐龙,运动姿态大致与大象、牛、马没有多大区别。两足行走的恐龙则与鸵鸟等鸟类走路相似。它们的四肢(或两肢)在运动时与地面垂直,而且收拢在身躯下方。这是一种“走”,而不是“爬”的姿势。

恐龙是站立行走的,这从它们肢带骨的关节构造上可以找到凭证,而最形象的证据莫过于足印化石了。有个学者对发现于美国得克萨斯州的完整的雷龙足迹化石进行了测算,证实雷龙前后脚的步距为3.6米,左、右脚的间距仅有1.8米(相当于雷龙身躯的宽度),证明它是站立走路,否则,左、右脚的间距就会更大些。

近20年来,科学家对恐龙的行走速度和奔跑速度进行了研究。他们得出的结果虽不尽相同,但从中还是可以看出一些眉目来。

四足行走的蜥脚类恐龙走路的速度比较慢,每小时不超过3.2~6.5千米。四足行走的剑龙和甲龙走路稍快,每小时约6~8千米,可见它们的腿脚比蜥脚类灵活些。两脚行走的鸭嘴龙每小时能走18.5千米,若遇“追兵”,它能跑得像马一样快,快速离开危险地区。四脚行走的角龙是跑得最快的植食龙,在短时间里以32~48千米的时速冲刺,吓得霸王龙赶紧逃避。

肉食龙大都练就了一手短跑的功夫,时速可达40千米。两脚行走的虚骨龙类,身轻腿长,是恐龙中的“飞毛腿”,它们快跑时,时速能达80千米,为了捕捉猎物,没有这点基本功就得饿肚皮。

研究恐龙的价值

于某些人来说,恐龙既看不见又摸不着,都是凭几块石头瞎猜的,这是多么严重的错误。多姿多彩的恐龙是远古的生命奇观,人类对它们越了解,就越热爱大自然,越会保护地球。这就是恐龙文化的现实意义。因为恐龙已经灭绝,或化为翼鸟,或居于地宫。而人类作为地球的主宰者,研究恐龙,了解恐龙,是我们永恒的使命。既然灭绝已是无可挽回,那么我们就应该竭力保护濒临灭绝的物种,制止悲剧的重演。可见,普及恐龙知识对环境保护也有重要的意义。

从心理学的角度上讲,人类特有的求知欲和好奇心,会驱使人们把目光投向一些耐人寻味的内容,少年儿童由于没有社会生活的压力,在心理上需要一个幻想空间,他们需要在现实与虚拟之间寻找一个“活”载体。而多姿多彩的恐龙正是我们理想和喜爱的目标,而这就是《侏罗纪公园》系列等科幻片长久不衰的原因了。

物种的结局都是悲哀的,因为物种的产生是偶然的,而灭绝是必然的,只是时间问题罢了。所以恐龙最明显的特征不在于它们的灭绝,而在于它们在地球上主宰的时间太长。恐龙统治了1亿多年,而那时的哺乳动物还是小型的动物,一直生活在恐龙的脚逢间。在哺乳动物占据统治地位7000多万年以后,我们才终于有了出色的成绩和美好的前景,但是我们哺乳动物现在远没有恐龙统治地球的时间长久。

也许你对数字没有什么立体观念,没关系,让我们来打一个比喻吧:“从地球上出现最原始的生命到公元2004年划作12个月,恐龙就在7月中旬出现,并在11月底灭绝,而我们伟大的人类就是在12月31号晚上9点多诞生的。”这样看来,人类简直不值一提,就是从南方古猿算起,也才有500万年的历史,而我们智人种,仅有5万年的历史。用我们的价值系统试图做一个最终的测验吧:谁敢打赌说智人种会比恐龙生存的年代长?

现在你会看不起恐龙吗?还会说恐龙有什么用吗?

长有喙的恐龙

白垩纪晚期,有一些恐龙的嘴发生了有趣的变化,嘴上长出了鸟一样的“喙”。这类恐龙一般都是吃植物的,也有杂食的兽脚类恐龙。

有名的鸭嘴龙的嘴酷似鸭嘴,不过要比鸭嘴大出10多倍。

鹦鹉嘴龙的喙,简直与鹦鹉的嘴一模一样。与鹦鹉嘴龙有亲缘关系的原角龙、角龙等,也长有这样的嘴。

似鸟龙是一种像鸵鸟的小型恐龙,它长有鸵鸟似的无牙的喙嘴。

有个别小型恐龙的嘴又尖又硬,有点像啄木鸟的喙,喙中也没有牙。

恐龙为了生存,一定要努力去适应变化的环境。身上的器官,有的改良,有的摒弃了。如不改良、不摒弃,就会被自然淘汰。恐龙嘴的变化,就是对环境的一种适应,与它们吃的食物有关。

鸭嘴龙的嘴虽说像鸭子,但它吃的食物及取食的方式却与鸭子不同。在它的上下两大片薄薄的喙中,密密地排列着两行牙齿,有时多达2000个,形同磨盘,利于取食新的食物来源,将比较粗糙的植物的枝叶磨细,以利消化。

长有鹦鹉嘴的恐龙,在适应环境、一切新食物来源方面,也作出了许多“努力”。在白垩纪的晚期,大约1亿年前,地球上的气候变得比先前冷了。喜温的、叶子又大又多的裸子植物开始凋零,而树叶很小的显花植物开始兴旺起来。显花植物的叶子供应量虽然少了,但却长有许多可供食用的果实。据推测,长有鹦鹉嘴的恐龙就很适于取食这类果实,也有人认为,这种嘴还适于挖掘草根。

有的恐龙为了适应偷蛋的生活,演化出一副啄木鸟似的尖而硬的喙。它肚子饿了的时候,偷偷摸到其他恐龙的蛋窝里,拣一个又大又新鲜的蛋,美美地吸食蛋中的蛋白、蛋黄。在化石中曾发现有带洞眼的恐龙蛋,就是被它们偷食过的。

恐龙是热血动物吗

在相当长一个时期内,人们认为恐龙是冷血动物,经过长时期深入的研究,越来越多的科学家认为恐龙是热血动物,虽然这样的争论还在继续,我们相信,解开这个谜不会拖太长的时间了。

现代的爬行动物,例如蜥蜴,属于冷血动物,或者称为变温动物,它们的体温是随着外界环境的变化而变化的,它们依靠吸收外界的热源,例如通过晒太阳来升高自己的体温。热血动物有很强的代谢率以产生身体所需的热量,同时,它们也能够在体外温度变化较大的范围内进行活动。

美国哈佛大学的研究员贝克从解剖学、组织学等方面提出了恐龙是热血动物的证据。

从解剖学方面着眼,贝克研究了动物肢体以及动物肢体运动,它们反映出动物对能量需求的关系。他认为,如果动物的肢体是“完全直立”的姿势,那就说明这类动物动作敏捷,行动活跃,同时也就需要很多的能量。贝克做的实验表明,任何一只动物,它的最高奔跑速度,直接取决于它的腿的长度,腿愈长者,奔跑速度也愈快,如果要坚持快速的运动,而不是短暂的冲刺一下,那么需要输出的能量是非常大的。要维持这样高的能量输出,只有热血动物才能做到。从理论上估计,恐龙奔跑的速度是非常高的,可达时速32~96公里左右,能有这么高的速度,它们必然是热血动物。

在组织学方面,贝克研究了恐龙化石的显微结构。他将恐龙化石的骨头切成薄片,放在显微镜下去观察,发现恐龙骨骼显示出来的骨组织是由一层层按同心圆排列的骨小板组成的,这个特征与现代任何一类爬行动物的骨头根本不同,相反,它却更相似于现代哺乳动物的骨组织,因此必须有丰富的血管群给它们提供营养。这一特征可以作为恐龙是热血动物的又一个证据。

关于恐龙是热血动物还有很多其他的证据。1994年7月美国北卡罗来纳州立大学的科学家们提出恐龙是热血动物,能够在寒冷的气候中进行需氧活动的证据。他们对保存完好的霸王龙的化石骨骼的化学结构进行了分析,通过对比恐龙躯体骨骼和肢、腿骨里磷的含量,他们发现,这两个部位的温差不超过4℃,与大型热血哺乳动物的情况相同。

冷血动物与热血动物的争论

20多年来在古生物学领域内有一个争论激烈的问题就是恐龙是像龟、蛇、蜥、鳄之类的冷血动物还是像鸟、兽之类的热血动物。由于恐龙早在7000万年前已从地球上灭绝,人们既不可能回到恐龙生活着的那个时代去,也没有获得过一只活着的恐龙,以及在化石上除了骨组织外,其他证据从来没有保存下来。因此,两派大多数的论据都建立在间接的证据上,包括恐龙的形态学、生态学和行为学等。

恐龙这个词是从希腊文Dinosaur翻译过来的,这是1841年英国古生物学家欧文创建的一个词。“Din”是可怕的意思,“Saur”是蜥蜴,蜥蜴是爬行动物,这样恐龙是泛指中生代一群已灭绝了的古爬行动物,它们最早出现于三叠纪中期,灭绝于白垩纪晚期,在地球上生存了1.4亿多万年。由于现存爬行动物都是变温的冷血动物,因此,恐龙是冷血动物已成为被大多数人公认的传统概念。1968年古生物学家巴克提出了恐龙是热血动物的新见解,立即引起了巨大的轰动,争论也就随之而起。

谁都体会到爬行比步行缓慢和迟钝得多。巴克认为现代爬行动物四肢位于身体两侧,体躯贴着地面匍匐爬行,代谢率低,体温调节主要依赖吸收外界环境的热能。而现代的哺乳动物和鸟类等,四肢位于腹面,体腹离地,直立奔走,代谢率高,能产生足够的热能来保持体温的恒定。恐龙具有直立的四肢,体躯姿态直立,并且生活在范围广泛的环境里,行动应是活跃的,必须具有较高的代谢水平,才能提供足够的运动能量,从而断言恐龙应是恒温的热血动物。持反对见解的学者认为,直立与体温是否恒定并没有多大关系,不足以作为证据。因为热血动物中的针鼹和鼹鼠等的体躯都是匍匐的,在能达到敏捷的高水平上,冷血的爬行动物和热血的鸟、兽之间并无较大的差距,这一点任何人徒手去捉一条蜥蜴就可得到证明。

有人将恐龙的骨骼磨片观察,发现它们的骨骼构造同现代爬行动物不同,而相似于哺乳动物。恐龙骨骼上微血管密度大,造骨系统哈佛氏管构造密集,这是一种高代谢功能的表现,认为恐龙具有密集的哈佛氏系统应是恒温动物。但是,反对派认为骨骼的这种结构不能作为恒温动物的证据,因为,某些现代的爬行动物,如某些海龟和楔齿蜥等的骨骼中也存在着密集的哈佛氏管。而某些小型的热血动物,如某些蝙蝠的骨骼哈佛氏的结构很简单,但是,它们过飞翔生活,代谢水平是很高的。

热血恐龙派提出捕食比值作为证据,在自然环境中,捕食动物的数量总是比被捕食动物的数量要少得多,例如在同一个生态环境中,蛙和野鼠的数量要比捕食它们的蛇多得多,蛇的数目又比捕食蛇的鹰类的数量要多,只有这样才能维持捕食动物的生存。通过在一个生态群中捕食动物总重量与被捕食动物的总重量的比值统计,得出现代哺乳动物群中这个比值为0.03左右,在冷血的爬行动物群中为0.3~0.5,而在美国晚侏罗纪毛里逊地层几个恐龙群中这个比例为0.03左右,接近哺乳动物,因此证明恐龙应是热血动物。反对者认为,变温动物的能量消耗要比恒温动物慢。对大型恐龙来说,热量的保持和消耗都比较稳定,它们与同样大的温血动物在比值上可看作是近似的。所以,以捕食比值作证据不能令人信服。

赞成恐龙是热血的一派认为现代的爬行动物是变温动物,不能忍受低温的环境,低温限制着它们的分布。但是,在加拿大育空河地区发掘出恐龙化石,而该地在白垩纪时的古地理位置是在北极圈内,这个严寒极地是冷血动物无法生存的,因此,恐龙不可能是冷血的。反对者认为恐龙生存的时代,地球上的气候温暖,四季不明,所以在古北极圈内冷血的恐龙照样能生存。