恐龙力学：异龙如何取食
事实表明计算机断层摄影显然给古生物学研究带来了颇有价值的帮助，因为它能够以几乎不可思议的方式看到物体的内部。剑桥大学的埃米莉·雷菲尔德（Emily Rayfield）及其同事开发了一些利用CT成像的技术革新方法。利用CT图像、复杂的计算机软件，以及大量的生物学和化石生物学数据，研究者证明了探索恐龙活着时如何活动是有可能的。
正如霸王龙的例子那样，我们大体上知道异龙（图31）是一类捕食动物，它的猎物很可能是生活在晚侏罗世时期的一些动物。有时在骨化石上可以发现齿痕或抓痕，而这些痕迹可以与异龙颌骨上的牙齿完全对上，这可以作为异龙“有罪”的一种“证据”形式。但是这些证据告诉了我们什么呢？其答案可能不像我们所希望的那么多。我们不能确定这些齿痕是否是由以死亡动物为食的食腐动物留下的，或者留下齿痕的动物是否是真正的凶手；同样，我们无法断定异龙可能是哪种类型的捕食动物：它是经过长距离追逐扑倒猎物，还是潜伏然后突袭？它是毁灭性地咬碎骨头，还是以切割和砍击为主？
雷菲尔德获得了一个保存异常完好的晚侏罗世兽脚亚目异龙头骨的CT扫描资料。利用头骨的高分辨率扫描产生了一幅整个头骨非常详细的三维图像。然而，雷菲尔德不仅仅制作了像全息图一样的漂亮头骨图像，她还将图像资料转化成了三维的“网格”。网格由一系列的点素坐标组成（颇似地形图上的坐标），每个点都由短的“元”与紧邻的点相连接。这样就建立了工程学术语上所说的整个头骨的有限元图（图38）：以前从没有人尝试过构制如此复杂的图像。
这类模型的突出特性是，利用适当的计算机和软件，可以在有限元图上记录头骨的物质属性，例如头骨、牙釉质或骨骼之间关节上软骨的强度。这样，可以促使每个“元”就像一块真正头骨的组成部分那样起作用，而每个元都与相邻的元连接在一起，成为一个完整的单元，就像恐龙活着时一样。
绘制了这只恐龙的虚拟头骨图像以后，就需要计算出它活着时颚肌的力量。利用黏土，雷菲尔德做出了酷似该恐龙的颚肌的模型。当她完成这项工作后，便根据它们的尺寸——长度、周长，以及与颌骨附着的角度——计算出它们能够产生的力的总量。为了保证这些计算尽可能符合实际情况，生成了两套力的估算模式：一套基于这类恐龙具有颇似鳄类（外温）的生理特征，另一套则假定它具有鸟类/哺乳动物（内温）的生理特征。
然后，利用这些数据组，就可以在异龙头骨的有限元模型上添加这些力，精确地“测试”头骨对最大咬力有怎样的反应，以及这些力在头骨内部是如何分布的。这项实验的目的在于探明头骨的结构和形态，以及它对与进食相关的压力的反应方式。
产生的结果令人着迷。该头骨异常坚固（尽管有人认为它表面上如此多的大孔洞可能会在很大程度上削弱它的强度）。事实上，这些孔洞证明是该头骨强度的一个重要部分。当测试虚拟头骨直到它开始“屈服”的时候（也就是说，它受到的力开始使骨骼断裂时），研究者发现它能够承受的力高达异龙尽全力咬合时颚肌可以产生的力的24倍。
从这个实验中可以很明显地看出，异龙的头骨被非常过分地加固了。自然选择在大多数骨架特征的设计上通常会提供一个“安全系数”：构建那部分骨架所需要的总的能量和材料与它在正常生活条件下的大体强度之间的一种平衡。这个“安全系数”是变化的，但一般在正常的生命活动中通常所受到的力的2—5倍范围内。异龙的头骨结构具有24倍的“安全系数”的假设似乎是荒谬的。对头骨进行再次检验并重新考虑它可能的取食方式后，得出了如下的认识：下颌骨构建的方式实际上相当“脆弱”。因此，与总的头骨强度相比，该动物的咬力很可能真的很弱。这表明该头骨的结构能够承受非常大的力（超过5吨）是由于其他的原因。最明显的是该头骨可能被用来作为主要的进攻武器——作为斩碎机。这些恐龙可能张大下颌突然扑向猎物，然后用头向下猛撞猎物，给予其毁灭性的巨大打击。由于这个动作所附加的身体重量以及猎物的抵抗，头骨必须能够经受住短时间内极高的负荷。
在第一次攻击之后，一旦猎物被制服，那么该恐龙就要用颌骨以传统方式咬下肉块，但在此过程中可能在相当程度上需要用腿和身体来帮助拉扯坚韧的肉块，这就再次通过颈部、背部和腿部肌肉所产生的力给头骨增加了相当高的负荷。
这一特定的分析有可能使人们对异龙类是怎样取食的产生一些认识，而这在几年前还是难以想象的。这再次说明，新技术和不同的科学分支（在本例中是工程设计）的相互结合可以用于探索古生物学问题，并产生新的有趣的观察结果。
