禽龙的手还是脚?-恐龙探秘

时间:2023-12-04 17:09:03

手还是脚?

出于一个明显的原因,禽龙的手已成为恐龙民间传说的一部分。拇指上锥形的钉状刺最初被认为是长在禽龙鼻子上的角(图9),就像犀牛一样,而且这个形象由于矗立在伦敦水晶宫公园的巨大混凝土模型(第一章,图2)而流传于世。直到1882年道罗首次提供了禽龙的权威性复原,人们才确信这块骨头的确是恐龙手的一部分。然而,这种恐龙的手(以及整个前肢)还有更多的令人惊奇之处。

禽龙的手还是脚?-恐龙探秘

拇指,或者说第一指,由一块大的、锥形、带爪子的骨头组成,其突出方向与手的其余部分垂直,几乎不能活动(图21A)。第二、三、四指的排列方式与第一指大不相同:三块长的骨头(掌骨)构成了手掌,它们通过坚固的韧带结合在一起;手指与这些掌骨末端以关节相连,短而粗,末端长有平而钝的蹄。研究者将这些骨头排列起来,操控它们,看它们真正的活动范围可能如何,结果发现,手指向外张开(互相远离),完全不能像预想的那样,弯曲握成拳头,及执行简单的抓握功能。这种独特的排列方式看起来与它们的脚很相似:每只脚上中间三个脚趾的形态和关节都很相似,互相分开,末端有扁平的蹄。第五指与所有其他指均不相同:它与前面的四个手指明显分开,与手的其余部分构成很大的角度;它也很长,每个关节处的活动范围都很大,可能异乎寻常地灵活。

这次重新观察促使我大幅度修订了早期的观点,并推断禽龙的手是整个动物界中最奇特的手之一。其拇指无疑是一个引人注目的、匕首般的防御武器(图21B);中间的三个手指显然适于承重(而不是像普通的手那样用来抓握物体);而第五指足够长且灵活,可以像真正的手指一样充当抓握的器官(图21A)。

手可以像脚一样用来行走,或者至少可以承担部分体重,这个观点是革命性的——但它是正确的吗?这促使人们对前肢和肩部进行进一步研究,以便寻找可能支持这一全新解释的补充证据。

首先,腕关节被证明是很有趣的。腕部的骨骼愈合在一起,成为一个骨块,而不是一排光滑、圆润的骨头,可以相互滑过,以便手在前臂上旋转。所有单个腕骨都由骨质胶结物结合在一起,其外周还有骨质韧带束进一步加固。显然,这些特征结合在一起,是为了将腕骨牢牢固定在手和前肢骨骼上,以抵抗承重过程中作用于它们的力,如果手真的要起脚的作用时必须如此。

前肢骨骼的其余结构非常强壮,主要也是为了加强承重时的力量,而不是像比较标准的真正前肢那样为了取得柔韧性。前肢的僵硬程度对于手的着地方式具有重要影响——手指应该是朝外,而手掌向内——这是将手转换成脚所造成的一个不寻常的结果。禽龙这种相当笨拙的手的姿态已经通过研究这种恐龙留下的前脚印的形态得到了证实。

前肢上部(肱骨)巨大,很像柱子,并显示出它上面曾固定巨大的前臂和肩部肌肉。前肢也特别长,超过了后肢长度的四分之三。在原来的骨架复原中,前肢的真正长度在某种程度上被掩盖了,因为它们折叠在胸前,看起来总是比它们的真正长度要短。

最后,肩部骨骼大而有力,如果前肢起到腿的作用,这就完全合乎道理了。但肩部还显示出另一个出乎意料的特征。在贝尼萨尔的较大骨架中,胸部中央有一块不规则的骨头,长在胸部中央两个肩关节之间的软组织中。这块骨头是病理性的——当动物用全部四足行走时,胸骨内部所产生的损伤会促使这种骨头的形成(被称为胸骨间骨化)。

根据这些观察重新评估禽龙的姿态,则它的脊柱比较自然的姿态很显然是水平的,体重沿着脊柱分布,主要在臀部保持平衡,并由大而强壮的后腿支持。骨化的肌腱沿脊椎骨在胸、臀和尾部上方分布,显然起着张力器的作用,使体重能够沿着脊柱分布。这种姿态使前肢能够着地,在动物静止时用于支持体重。禽龙很可能用全部四肢缓慢行走,至少在部分时间里是这样的(图22)。