恐龙病理学
鉴于这类兽脚亚目恐龙的总体解剖学特征,证明霸王龙食肉的习性显然并非完全出乎意料。然而,在霸王龙的骨架中还发现了因食物中富含红色肉类而产生的一个有趣的病理学现象。
大型霸王龙骨架“苏”正在芝加哥的菲尔德博物馆展出。该标本很有趣,因为它显示出许多病理特征。它的一个指骨(掌骨)在与第一指骨的关节处表现出某些独特的光滑圆形凹陷;现代病理学家和古生物学家对此都进行了详细研究。古生物学家发现,其他霸王龙也显示出这样的损伤,但在博物馆收藏的标本中这些损伤却相当罕见。在将其与现生爬行动物和鸟类的病理特征进行了详细比较之后,病理学家确定这种损伤是痛风的结果。这种疾病也见于人类。它通常侵害手部和足部,引起剧痛,造成被侵害部位的肿胀和发炎。它是由关节周围尿酸盐晶体沉积引起的。尽管痛风可能是脱水或肾衰竭的结果,但在人类中的一个发病因素是食物:即由于摄取的食物中富含嘌呤,这是一种发现于红色肉类中的化学物质。因此,霸王龙不仅外表看起来像食肉动物,它的粪便以及它患的一种疾病也证实了这一点。
“苏”还显示出很多更常见的病理特征。这就是具有指示作用的旧伤的遗迹。如果动物在活着的时候遭遇骨折,它们会有自愈的能力。虽然现代外科手术能够相当精确地修复断骨,但在自然状态下骨骼的断面通常不能自动准确地愈合在一起,在骨骼愈合部位的周围会形成骨痂。这种不完整的修复过程会在骨架上留下痕迹,可以在动物死亡后观察到。很明显,“苏”在“她”活着的时候曾多次受伤。在一次事故中,“苏”的胸腔遭受了较大的外伤,其胸部显示出几根明显断裂后又修复的肋骨。另外,“她”的脊柱和尾部也显示出许多损伤,同样在活着的时候愈合了。
这些观察结果的令人惊讶之处在于,像霸王龙这样的动物显然能够在受伤和生病之后存活下来。一般的预测会是,大型捕食动物,例如霸王龙,在受伤之后很容易遭受攻击,它本身会成为潜在的猎物。而这种情况并没有发生(至少在“苏”的例子中),这表明要么这种动物特别皮实,因而不会受到严重外伤的过多影响,要么这些恐龙可能生活在团结的群体中。该群体有时会表现出合作精神,帮助受伤的个体。
人们在各种恐龙中也注意到了其他病理现象,包括由牙周脓肿引起的破坏性骨损伤(在下颌骨的病例中)、在头骨或骨架其他部位的脓毒性关节炎和慢性骨髓炎。一个特别严重的腿部伤口长期感染的例子来自对一种小型鸟脚类恐龙的记录。该动物的部分骨架发现于澳大利亚东南部的早白垩世沉积物中。它的后肢和骨盆保存完好,但左腿的下半截严重变形并缩短(图36)。虽然无法证明这种并发感染的最初原因,但人们猜测该动物左腿胫部靠近膝关节处可能遭受了严重的咬伤。结果,石化的胫部骨骼(胫骨和腓骨)处长出了一块严重过度生长的、像硬茧一样的巨大不规则块状骨。
对骨化石的检查和X光照相显示,最初受伤的部位一定是被感染了,但感染并没有保持在局部,而是向下沿着胫部骨骼的骨髓腔扩散,这种感染所到之处使骨骼遭到了部分破坏。随着感染的蔓延,骨骼的外面增生了额外的骨组织,好像身体在试图产生自己的“夹板”或支持物。显然,该动物的免疫系统无法阻止感染的持续扩散,在骨骼外层的下面形成了大面积的脓肿;由此产生的脓液必定会从腿骨渗出,并且流到皮肤表面形成溃疡。从感染部位骨骼生长的总量判断,该动物在遭受这种可怕伤残折磨的同时,很可能又活了一年之久才最终死亡。保存的骨架没有显示出其他病理感染的迹象,也没有牙咬的痕迹或其他食腐活动的迹象,因为它的骨骼没有散落。
在恐龙骨骼中很少能够识别出肿瘤。试图研究恐龙中癌症发生频率的最明显障碍是该研究需要破坏恐龙骨骼,以便制作组织切片——对于博物馆馆长来说,这显然是没有吸引力的事情。最近,布鲁斯·罗思柴尔德(Bruce Rothschild)开发出利用X射线和荧光透视法扫描恐龙骨骼的技术。该方法限于直径小于28厘米的骨骼。出于这个原因,他测量了大量的恐龙脊椎(超过1万个)。这些脊椎来自数目众多的博物馆收藏标本,代表了所有主要的恐龙类群。他发现,癌症不仅很罕见(小于0.2%至3%),而且仅限于鸭嘴龙类。
为什么肿瘤有这样的局限性呢?这一问题很令人迷惑。这促使罗思柴尔德怀疑鸭嘴龙类的食物是否可能与这种流行病有关。一些“木乃伊化”的鸭嘴龙类干尸的罕见发现表明,其肠道内积累的物质中包含了相当大量的针叶树组织;这些植物含有高浓度的致癌化学物质。这究竟是鸭嘴龙类具有遗传性易患癌症体质的证据,还是环境诱导(含诱变因素的食物)致癌的证据,目前都还完全是推测。