关于恐龙的传统观点-恐龙探秘

时间:2023-12-04 16:59:02

关于恐龙的传统观点

在整个20世纪早期,人们普遍(而且非常合理地)认为,恐龙是一个已绝灭的爬行动物类群。不可否认,与现代爬行动物相比,有些恐龙大得令人吃惊,或样貌相当奇怪,但关键在于,它们仍然是爬行动物。理查德·欧文(以及他之前的乔治·居维叶)确认,恐龙在解剖学上与现生爬行类最相似,例如蜥蜴和鳄鱼等动物。在此基础上,人们从逻辑上推断,它们的大部分生物学特征与这些现生爬行动物即便不是完全相同的,也应该是相似的:它们产带壳的卵,皮肤上有鳞,从生理学角度来说是“冷血的”或外温的动物。

关于恐龙的传统观点-恐龙探秘

似乎很多证据表明这个观点是正确的,罗伊·查普曼·安德鲁斯发现,蒙古的恐龙产带壳的卵,路易斯·道罗(还有其他人)鉴定出它们有鳞的皮肤印痕;因此可以预期它们总的生理学特征应该与现生爬行动物相似。将这些特征结合在一起,就产生了对恐龙完全符合惯例的看法:它们是大型、有鳞,但最重要的是智力迟钝、行动迟缓的动物。它们的习性被认为与蜥蜴、蛇和鳄鱼的习性相似,而这些动物本身大多数生物学家也只是在动物园里见到过。只有一个令人迷惑不解的问题是,大部分恐龙的身体即便是与已知最大的鳄鱼比起来都要大得多。

科普书籍和科学著作中都有许多对恐龙的描绘,它们在沼泽中打滚,或蹲伏着,仿佛几乎不能支撑自己庞大的身躯。一些特别令人难忘的例子,譬如O. C. 马什的剑龙和雷龙,也强化了这些观念。这两类恐龙都具有庞大的身体和最小的大脑(甚至马什在评论中都不敢相信他的剑龙的脑腔“大小像胡桃一样”)。剑龙的脑力是如此缺乏,以至于人们认为有必要在它的臀部创造一个“第二脑”,起到某种备份或中继站的作用,接收身体远端的信息,这就不容置疑地确认了恐龙“愚蠢”、“低下”的地位。

尽管相对证据的分量无疑支持这种对恐龙的特定观念,但它忽视了,或者简直就是掩饰了与之相矛盾的观察:已知的许多恐龙,例如较小的美颌龙(图14),身体结构较轻,适于快速移动。这意味着它们的活动水平应该与爬行动物截然不同。

考虑到这一连串流行观点的存在以及奥斯特罗姆基于恐爪龙的观察和解释,我们就更能想象得到这种动物一定给他的思想带来了莫大的挑战。恐爪龙的大脑相对较大,是移动迅速的捕食者,能用后腿快速奔跑并攻击猎物——常识告诉我们它不是普通的爬行动物。

奥斯特罗姆的一个学生罗伯特·巴克(Robert Bakker)将这项研究继续进行下去,他大胆挑战了恐龙是迟缓、愚蠢的动物的观点。巴克认为,有令人信服的证据证明恐龙与今天的哺乳动物和鸟类更为相似。不要忘记,这一主张与1842年理查德·欧文令人难以置信但颇具远见的评论相呼应,当时欧文是第一次考虑恐龙的概念。哺乳动物和鸟类被认为很“特殊”,因为它们能够保持较高的活动水平,而这归因于它们“温血”,或者说内温的生理机能。现生的内温动物保持着较高而且恒定的体温,具有高效率的肺,以保持稳定持久的有氧活动水平,无论周围的温度如何,它们都是高度活跃的,并且能够维持大而复杂的大脑;所有这些特征将鸟类和哺乳动物与地球上的其他脊椎动物区分开来。

如果从我们现在略微经过“调谐”的古生物学观点来考虑,巴克所使用的证据范围是很有趣的。他利用奥斯特罗姆所作的解剖学观察,提出了与他之前的欧文相一致的主张:

i)恐龙在其躯干之下长有像柱子一样的腿(像哺乳动物和鸟类一样),而不是像我们看到的蜥蜴和鳄鱼那样,腿向身体两侧伸展。

ii)某些恐龙具有像鸟类一样复杂的肺,这使它们能够更有效地呼吸——就像精力非常旺盛的动物所必须的那样。

iii)根据四肢的比例,恐龙可以飞快地奔跑(不同于蜥蜴和鳄鱼)。

然而,通过借用组织学、病理学方法和显微镜,巴克在报告中陈述,在显微镜下观察恐龙的骨骼薄片,可以看到复杂的结构和丰富的血液供应的证据,这使得维持生命所必需的矿物质可以在骨骼和血浆之间快速周转——这一点与现代哺乳动物完全相同。

巴克又转向生态学领域,分析了化石样品中捕食动物及其假定猎物的相对丰度,这些样品代表了来自化石记录和现代的按时间平均划分的群落。通过比较现代内温动物(猫)和外温动物(捕食性蜥蜴)群落,他估计,在相同的时间间隔里,内温动物平均消耗的猎物量是外温动物的10倍。当他考察古老的(二叠纪)群落时,通过计算博物馆中收藏的这个时期的化石,他观察到可能的捕食者和猎物的数量大致相当。当检验白垩纪时期的一些恐龙群落时,他注意到,与捕食动物的数量相比,可能的猎物的数量要大得多。在研究了第三纪哺乳动物群落之后他得出了相似的结论。

利用这些相当简单的替代研究,他提出,恐龙(或至少是食肉恐龙)一定具有与哺乳动物更相似的代谢需要;为了使群落达到某种程度的平衡,就需要有足够的猎物来维持捕食动物的需求。

他也在地质学和“新的”古生物学领域寻找来自化石记录的宏观进化证据(化石丰度大规模的变化模式)。巴克考察了恐龙起源和绝灭的时间,以寻求可能与人们所推定的恐龙的生理机能有关的证据。恐龙起源的时间,即三叠纪晚期(225 Ma),与某些最类似哺乳类的动物的进化时间相吻合,真正的哺乳动物最早出现的时间大约为200 Ma。巴克指出,恐龙之所以发展成为一个成功的类群,就是因为它们比哺乳动物略早发育了内温的代谢作用。他认为,如果不是这样,恐龙将永远无法与最早的真正内温哺乳动物相抗衡。在进一步为这一观点寻求支持的过程中,他注意到,在整个中生代,恐龙统治着陆地,早期的真正哺乳动物都很小,可能是在夜间活动的食虫动物和食腐动物,只有当恐龙在白垩纪末走向绝灭的时候,这些哺乳动物才开始演化出我们今天所知道的令人眼花缭乱的多样种类。在此基础上,巴克指出,恐龙必须是内温动物,否则所谓“更高级的”内温哺乳动物必定会在侏罗纪早期征服陆地,取代恐龙。此外,当巴克考虑到恐龙在白垩纪末(65 Ma)绝灭的时间之时,他相信,有证据证明地球曾经历了一个短暂的全球性温度下降的时期。在他看来,由于恐龙体型很大、具内温性,而且“裸露”(也就是说,它们身上覆盖着鳞片,既没有毛发也没有羽毛来为身体保暖),在气候快速变冷的时期无法存活下来,因而走向了绝灭。剩下的哺乳动物和鸟类则活到了今天。恐龙太大了,无法像显然从白垩纪的大灾难中幸存下来的现代爬行动物那样在洞穴中躲避寒冷的天气。

将这一连串的论证结合起来,巴克提出,恐龙远非缓慢而迟钝,它们是有智慧而且高度活跃的动物,在中生代余下的1.6亿年里从传统上被认为是更高级的哺乳动物那里窃取了世界的统治权。它们不是因为高级哺乳动物的进化崛起而被逐出了地球,而仅仅是因为6,500万年前某个异常的气候事件而放弃了它们的统治权。

现在应该很清楚了,古生物学的研究过程是建立在相当广泛的知识基础之上的。“专家”再也不能只依赖他或她自己狭窄领域里的专门知识。然而,故事的这部分到这里并没有结束。约翰·奥斯特罗姆在这个传奇中还扮演了另一个重要角色。