复原禽龙-恐龙探秘

时间:2023-12-04 16:39:03

复原禽龙

1878年,比利时贝尼萨尔一个小村庄中的煤矿有了惊人的发现。矿工们在地下300多米深的煤层中挖掘时,突然打到了一层页岩(软的薄层状黏土),随后发现了看起来像是大块木化石的东西;人们迫不及待地采集这些东西,因为里面似乎满是金子!经过更仔细的检查,发现那些木头原来是骨化石,而金子则是“愚人金”(黄铁矿)。在骨化石中还发现了少许牙齿化石,经鉴定,它们与曼特尔在多年前描述的属于禽龙的牙齿非常相似。矿工们并没有意外发现金子,而是发现了一个名副其实的宝藏——完整的恐龙骨架。

复原禽龙-恐龙探秘

在接下来的5年里,一队来自布鲁塞尔比利时皇家自然历史博物馆(现在的皇家自然科学研究所)的矿工和科学家发掘出将近40具禽龙的骨架,以及保存在同一页岩层的大量其他动植物化石。许多恐龙的骨架是完整的,而且完全以关节相连;它们代表了当时世界上最激动人心的发现。布鲁塞尔的一位年轻科学家路易斯·道罗(Louis Dollo,1857—1931)因此交了好运,他得以研究并描述这些非凡的宝藏。从1882年开始,直到20世纪20年代退休,他一直从事这项工作。

在贝尼萨尔发现的完整恐龙骨架最终证明了欧文的恐龙模型,例如他的禽龙模型,是不正确的。正如曼特尔所怀疑的那样,它的前肢不如后肢那样大而强壮,而且该动物有一条巨大的尾巴(见图12),总的比例与大袋鼠相似。

骨架的复原以及复原的过程特别具有启迪性,因为它们显示了当时关于恐龙外貌和亲缘关系的解释是如何影响了道罗的工作。欧文对恐龙“像大象一样的爬行动物”的想象早在1859年就因发现于新泽西州的一些不完整的恐龙而受到了质疑,这些恐龙化石是由约瑟夫·利迪(Joseph Leidy)进行研究的。利迪的学术地位与欧文相当,他的研究基地是费城自然科学院。然而,欧文还将受到一位来自伦敦、更加年轻且雄心勃勃的竞争者的全面批评,他就是托马斯·亨利·赫胥黎(Thomas Henry Huxley,1825—1895)。

到了19世纪60年代晚期,人们有了一系列新的发现,从而为恐龙与其他动物亲缘关系的争论增添了大量新的证据。最早的保存完好的鸟类化石(叫做始祖鸟,意为“远古的翅膀”)发现于德国(图13)。它最终被伦敦自然历史博物馆从私人收藏家手里买下,理查德·欧文于1863年对其进行了描述。这件标本的奇特之处在于,它具有保存完好的羽毛印痕,这是所有鸟类最重要的鉴定特征,这些羽毛在基岩中像光环一样围绕着骨架;然而,令人相当费解的是,它有着不同于任何现生鸟类、却与现代爬行动物相似的特点,即它的每只手上有3根很长的手指,末端有锋利的爪子,上下颌长有牙齿,还有一条很长的骨质尾巴(某些现生鸟类或许看起来长有长尾,但这其实只是它们附着在很短的尾巴残迹上的长羽毛的外形轮廓)。

发现始祖鸟之后不久,在德国的同一个采石场中又出土了另一件小的、保存完好的骨架(图14)。它没有羽毛印痕,前肢非常短,无论如何都无法作为翅膀使用;从解剖学上看,它显然是一只小型的食肉恐龙,被命名为美颌龙(“漂亮的颌骨”)。

从科学的角度来说,这两个发现出现在一个特别敏感的时期。1859年,仅仅在发现第一件始祖鸟骨架之前大约一年,查尔斯·达尔文(Charles Darwin)发表了题为《物种起源》的著作。这非常详细地论述了支持早先的生物演变论者和进化论者观点的证据。最重要的是,达尔文提出了一个这种演变有可能发生的机制——自然选择,以及新的物种如何在地球上出现。这在当时引起了轰动,因为它向几乎被普遍接受的《圣经》教义的权威发起了直接挑战,提出上帝并没有直接创造世界上已知的所有物种。达尔文的观点遭到了诸如理查德·欧文等虔诚的权威人士的强烈反对。相反,激进的知识分子对达尔文观点的反应则非常积极。据称托马斯·赫胥黎在读了达尔文的著作以后叹道,“我以前怎么没有想到这些,真是愚蠢啊1

尽管不想过多地牵涉达尔文的问题,但有关恐龙的发现确实在一些争论中起到了重要的作用。赫胥黎很快就认识到,始祖鸟和小型食肉恐龙美颌龙在解剖学上非常相似。在19世纪70年代早期,赫胥黎不仅提出鸟类和恐龙在解剖学上相似,而且利用这一证据得出了鸟类是从恐龙进化而来的理论。从许多方面来说,这为在比利时的发现铺平了道路。到了19世纪70年代晚期,路易斯·道罗作为一个才华横溢的年轻学生,应该已经完全意识到了欧文–赫胥黎/达尔文之争。一个亟待解决的问题必定是:这些新的发现与当时的科学大争论有什么关系吗?

对禽龙完整骨架进行的详细解剖学研究显示,它具有被称为鸟臀目(“像鸟的臀部一样”)的髋部结构;此外,它后腿较长,末端长有巨大的、但明显像鸟类一样的三趾脚(在形态上与一些已知最大的陆生鸟类诸如鸸鹋等的脚非常相似)。这种恐龙还有着与鸟类极为相似的弯曲颈部,上下颌的前端没有牙齿,而且还覆盖着像鸟类一样的角质喙。鉴于在这些激动人心的发现之后道罗所面对的描述和解释的任务,值得注意的一点是,在布鲁塞尔第一具骨架被复原时所拍摄的早期照片中,就在巨大的恐龙骨架旁边,可以看到两种澳大利亚动物的骨架:一种是小袋鼠(袋鼠中体型较小的一个种类),还有一种是叫做鹤鸵的不会飞的大型鸟类。

在英国刮起的争论风暴的影响是毋庸置疑的。这一新发现显示,赫胥黎的论点无疑是符合实际情况的,而且还清楚地表明,曼特尔在1851年的想法是正确的。禽龙并不像1854年欧文在他的宏伟模型中所描绘的那样,类似于笨重的、长有鳞片的犀牛;它身型巨大,其姿态更像一只正在休息的袋鼠,只不过它还具有许多类似鸟类的特征,正如赫胥黎的理论所预言的那样。

道罗证明了他在研究自己所描述的化石动物时具有永不衰竭的创造力——他解剖了鳄鱼和鸟类,以便更好地了解这些动物的生物学特征和详细的肌肉组织,以及如何利用它们来确定恐龙的软组织。在许多方面,他是在采用法医式的方法来了解这些神秘的化石。道罗被认为是古生物学(Palaeontology)一个新流派(Palaeobiology)的创立者。道罗认为,古生物学应该扩大范围,从生物学——即生态学和行为学——的角度研究这些已绝灭动物。他对禽龙故事的最后贡献是一篇发表于1923年、纪念曼特尔最初发现100周年的文章。他简要总结了自己对这种恐龙的看法,认为它的生态与长颈鹿相当(或者说,确实是曼特尔所说的大地懒)。道罗推断,它的姿态使它能够伸到高处的树上以采集树叶,然后用肌肉发达的长舌头将食物卷入口中;锋利的喙用来咬下坚韧的叶柄,而其特有的牙齿则使它能够在咽下之前嚼碎食物。这一权威解释得到了非常坚决的采纳,由于它基于一系列完全以关节相连的完整骨架,因而在随后的60年中,无论从哪个方面来说,它始终都没有受到挑战。在20世纪早期,复制并安装好的禽龙骨架从布鲁塞尔散布到世界各地的许多大博物馆,从而增强了道罗解释的权威性,有关该学科的许多流行的和颇有影响的教科书也进一步巩固了这一点。