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恐龙家族价值观

霸王龙的亲戚是群居动物,会与亲属保持联系吗?如果一位特立独行的研究员是正确的,那么侏罗纪的生活就是一次漫长而可怕的野餐

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鲍勃·巴克尔在怀俄明州国际恐龙协会的一个临时实验室里弯腰俯在解剖显微镜前,一丝不苟地清洁着1.47亿年来未见天日的恐龙和鳄鱼牙齿。他的显微镜放在一个台面上,旁边是脏咖啡杯、厨具和一个顶部放着玩具乳齿象的微波炉。周围摆满了塑料冰箱碗和桂格燕麦片盒,里面装着钻头、牙科探针、剃须刀片和化石。他听着国家公共广播电台,对杂乱的环境视而不见,心满意足地专注于手头的任务。现在他要处理一块花生大小的灰色泥岩,寻找侏罗纪时代搏斗的证据。“谁是咀嚼者,谁是被咀嚼者?”巴克尔在检查一块微小的黑色、化石化的三角形时问道。与博物馆里旋转的巨大骨架相比,这颗嵌入的鳄鱼牙齿是一个不起眼的小斑点。然而,透过巴克尔的眼睛,它成为连接过去和现在的非凡桥梁。脱落的牙齿可以揭示一个早已死去的生物生活在哪里、吃什么、如何迁徙,甚至它和什么生物作伴。“鳄鱼是理想的测试对象,因为侏罗纪的鳄鱼和现代鳄鱼看起来一样。鳄鱼是我们的对照组,”巴克尔说。他发现,化石记录所揭示的它们行为模式与现代鳄鱼的行为模式非常吻合。如果化石证据对古代鳄鱼是可信的,那么对已灭绝的恐龙也应该有效。这种诱人的联系让巴克尔一直盯着显微镜。自从他小时候在新泽西爱上恐龙以来,他就一直想了解这些石化遗骸在它们还是活生生的、会呼吸、会搏斗、会流血的生物时是什么样子的。牙齿也许能告诉他。通过分析“恐龙垃圾”——他将从怀俄明州科莫布拉夫的化石层中收集到的约2000颗恐龙和鳄鱼牙齿,以及被咀嚼过的骨头和海龟壳碎片统称为“恐龙垃圾”——巴克尔描绘出了曾经恐吓地球的巨大食肉恐龙的生活肖像。他有最多证据的物种是异特龙,它是霸王龙的一个体型稍小但同样凶猛的先行者。在巴克尔看来,这些杀戮机器是出人意料的群居动物,具有复杂的行为:当异特龙不捕食比它们体型大10倍的食草动物时,它们会把“雷龙胸肉”拖回巢穴,喂给它们的幼崽。在弱肉强食的恐龙世界里,成年异特龙会保护它们的后代,这些后代会一直住在家里直到完全长大。当旱季来临,食物变得稀缺时,“爸爸妈妈和孩子们会去湖边过夏天,”巴克尔说。他以典型的玩世不恭,称他的发现为恐龙家族价值观。尽管他的语言是愉快的,但巴克尔的情绪却很紧张,他继续刮着那块岩石,慢慢地暴露出鳄鱼牙齿。他灰色的鸟巢状胡子垂在显微镜旁。他粗壮的双手放在旧台灯鹅颈向下照向微小化石的阳光斑点下。只有他的手指在活动。当他到达一个停顿点时,他抬起头,高兴地说:“这就是我的世界。有些日子我可以一整天都做这件事,大多数日子只能做一小时。在野外收集标本一小时需要多达20小时的清洁。每个人都喜欢收集。不是每个人都有耐心清洁。”坚定的自给自足定义了巴克尔的风格。他在怀俄明州国际恐龙协会的房间里充满了厨具的原因是,这实际上是他位于科罗拉多州博尔德郊区家里的厨房。楼上是主要的工作区,他在那里分析、绘画和撰写他的发现。他有一个——他说是不公平的——不屑于同行评审期刊的声誉。他毫不掩饰他对学术机构“自负、神圣语言”的蔑视。你绝不会把巴克尔的木板凳误认为是大学的古生物学讲座椅,也不会把他拥挤的厨房误认为是博物馆的花岗岩大厅。“他很聪明,而且他愿意冒险,”约翰·麦金托什说,他是一位脊椎动物古生物学家,也是康涅狄格州卫斯理大学已退休的物理学教授,与巴克尔有着30多年的深厚友谊。许多巴克尔的同事在谈论他时要求匿名。一位恐龙解剖学专家给出了这样的评价:“他是个狂人。他特立独行,聪明绝顶。他唯一的缺点是永不退缩。脊椎动物古生物学家都非常自负。他喜欢刺激他们,部分原因就是他们太自负了。”一位主要博物馆的助理收藏经理说:“如果他更谨慎,更注重团队合作,他的声誉会更好。但他是一匹独狼。”尽管如此,这匹狼并没有对着月亮嚎叫。作为耶鲁大学的本科生,巴克尔写了一篇论文,挑战了当时普遍认为恐龙是矮胖迟钝的蜥蜴的观点。他根据解剖学研究得出结论,这些所谓的懒惰者实际上是“快速、敏捷、充满活力的生物”。1976年,巴克尔在哈佛大学获得博士学位时,进一步阐述了恐龙是温血动物的论点。1975年《科学美国人》上的一篇长篇文章帮助重新点燃了人们对已逝巨兽的兴趣,并使鸟类从恐龙的一个分支进化而来的激进观点合法化。“就公众意识而言,那是一个转折点,”艾伯塔省德拉姆黑勒皇家泰瑞尔博物馆的恐龙馆长菲利普·柯里说。巴克尔在1986年的畅销书《恐龙异端》中巩固了他的思想。1995年,巴克尔写了一部冒险小说《猛禽红》,主角是一只足智多谋的犹他盗龙。《猛禽群》,一本面向年轻读者的插图研究摘要,将于本月出版。

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把雷龙带回家异特龙可能是细心的父母,它们把肉块扔进幼崽的嘴里,但在猎物骨头上同时出现的大小牙印也表明成年和幼年异特龙并排进食。

当他不写作时,巴克尔就在外面收集。近30年来,他一直穿越科莫布拉夫荒凉的高原。这个地点是一连串10英里长的露头,海拔近7000英尺,包含已知最早的恐龙大规模墓地之一。1868年,古生物学家奥斯尼尔·查尔斯·马什乘坐横贯大陆的铁路前往尚未探索的怀俄明州领地。到19世纪70年代末,马什和他的手下正在从科莫布拉夫的侏罗纪地层中开采出大量的恐龙骨架,其中包括第一只命名的雷龙。在接下来的一个世纪里,古生物学家们忙于拼凑骨骼,描述恐龙解剖结构,并识别物种。“滞后的是将恐龙置于环境中,”巴克尔说。当他还是研究生的时候,科学家们普遍认为巨大的蜥脚类动物,如迷惑龙和圆顶龙,在沼泽中挣扎,因为它们的腿无法支撑它们在干燥陆地上的巨大体重。研究雷龙腿骨的重量使巴克尔怀疑并非如此。在他最早的科莫考察中,他与古生态学家凯·贝伦斯迈尔合作。“凯看了看沉积物,说:‘这些不是沼泽;这些是干旱的洪泛平原。’她绝对正确。所以我的结论是,这些家伙不住在沼泽里。他们住在干燥的草地上,”他说。在侏罗纪时期,科莫布拉夫在一个相对较小的区域内包含了几个截然不同的栖息地,这使它成为重建已故名流生活方式的完美地点。从1970年代到1990年代,随着巴克尔继续梳理该地区,他变得特别擅长不仅通过骨骼,而且通过更小的碎片,尤其是牙齿来区分物种。通过记录发现不同物种牙齿的沉积物类型,他开始看到一种方法,可以阐明他从小就喜爱的已灭绝生物的行为。使这种飞跃成为可能的是恐龙、鳄鱼和许多其他非哺乳动物脊椎动物共有的一个特征。这些生物不是长出一套成年牙齿,而是不断替换它们的牙齿。随着牙根溶解,每个表面牙齿最终会被下面正在发育的牙齿松动并推出。巴克尔研究的关键命题是,牙齿通常在进食时脱落,当颚部咬合时会导致松动的牙冠掉落。“恐龙在它们进食的地方留下了脱落的牙齿,无论是幼崽还是成年恐龙,”他说。如果这样,每颗牙齿都包含一条信息:一只恐龙在这里吃过东西。此外,这种牙齿很容易识别。脱落的牙齿与死亡时在颚中的牙齿看起来不同。后者永远附着牙根,即使牙齿最终从干燥的颚骨中脱落。“脱落的牙齿就像一个脚印——如果化石记录是忠实的,它就应该描绘出恐龙的生活旅程,”巴克尔说。

但它真的可靠吗?这就是鳄鱼登场的地方。今天的鳄鱼与侏罗纪时期的鳄鱼几乎没有什么变化。巴克尔意识到,如果他能将科莫布拉夫的鳄鱼牙齿化石模式与现代动物的行为相匹配,那就能验证牙齿证据。科莫的一些地点在侏罗纪时期是湖床,另一些则是干旱的泛滥平原——用巴克尔愉快的术语来说,就是“水边和陆地”。他预测,鳄鱼脱落的牙齿在陆地地点应该很少见,而在水边地点则应该很多。幼鳄的牙齿应该在靠近岸边的水边地点发现,而不是在代表深水区的地方。而且所有的化石遗骸——脱落的牙齿、附着在牙根上的牙齿和骨骼——都应该一起发现,因为鳄鱼不迁徙。“嘿,化石显示就是这样!”巴克尔说。

钩甲龙这种侏罗纪时期体型较小的鳄鱼体重约150磅。脱落的牙齿表明它的幼崽必须自食其力。成年钩甲龙的牙齿是钝的,用于碾碎乌龟和大蜗牛。“但幼鳄的牙齿纤细尖锐,因为小鳄鱼会捕食昆虫、青蛙和小哺乳动物,”巴克尔说。

巴克尔在1990年开始大量收集恐龙和鳄鱼的脱落牙齿。虽然科莫布拉夫的部分地区已被业余古生物学家和寻宝者搜刮过纪念品,但大部分山脊是私人牧场,自19世纪90年代以来一直受到其主人的保护。在他职业生涯早期,巴克尔获得了进入这些牧场的权限,以换取将重要发现保存在州内博物馆的承诺。除了异特龙,他还发现了另外两种大型晚侏罗纪捕食者——巨齿龙和角鼻龙的遗骸。“角鼻龙是一种美妙而不寻常的设计。它是唯一一种鼻子上长着大角的食肉动物,而且它有巨大而极其锋利的牙齿。我四年级时在一本书里看到过它,我觉得那真的很酷。所以,自然而然地,当我开始带领自己的科莫考察时,我想找到一只。好吧,我们什么也没找到。我们找到了很多漂亮的异特龙脱落牙齿,”巴克尔说。在一个名为“钉子采石场”的地方,98%的牙齿来自异特龙。碰巧的是,巴克尔在科莫挖掘的第一个地层是陆地遗址。当他和他的学生开始在一个名为“爪子采石场”的丰产水边遗址挖掘时——太棒了!角鼻龙的脱落牙齿。“我说,‘哇,我们一直没有找到角鼻龙的牙齿,因为我们一直在异特龙的栖息地寻找。’然后我突然明白了。角鼻龙体型低矮修长,尾巴深而灵活,这早已为人所知。它是一种非常好的游泳者。笨蛋!这就是为什么我们在水边遗址发现它的牙齿。异特龙的腿更长,身体更僵硬。角鼻龙可以绕着异特龙游圈。这是第一次重大顿悟:角鼻龙和异特龙喜欢不同的栖息地。”最终,巴克尔在科莫布拉夫挖掘了33个独立的地点。随着挖掘的进行,他开始调查一个长期困扰他的问题:异特龙父母是否喂养幼崽?“我从小读的书都说,食肉恐龙的幼崽必须像小鳄鱼一样,完全靠自己捕食,”巴克尔说。牙齿却讲述了一个不同的故事。在显微镜下,巴克尔可以看到幼年异特龙的牙齿是成年异特龙牙齿的微型复制品。对他来说,这种相似性传达了一个重要的信息:“它们吃的东西完全一样——大块的肉。如果幼年异特龙是自己捕食小东西,它们就需要不同的牙齿。”果然,猎物骨骼上同时有幼年和成年牙齿的痕迹。同样重要的是,幼年脱落的牙齿总是与成年脱落的牙齿一起发现,这意味着成年和幼年异特龙在同一个地方进食。一起脱落牙齿的家庭,一起进食。同样,巴克尔得出结论,异特龙会维护受保护的巢穴,在那里进食并保护幼崽,直到它们完全长大。巴克尔所说的“巢穴”不是指巢穴或洞穴,而是指一个进食区,可能只是平原上一个有阴影的地方。这些地点包含大量异特龙脱落的牙齿,以及来自巨型草食动物多肉部位(如臀部、大腿和尾巴上部)的骨骼。营养较少的脚部则不见踪影。这些地点的沉积物是细粒的,这意味着它们是由缓慢流动的水沉积的。“这些尸体不是被冲进来的,”巴克尔说。“看起来像是有人把它们拖进来的。”

异特龙科莫布拉夫的每种恐龙都开辟了独特的生态位。“我上学的时候,人们说食肉动物的牙齿无法区分其家族,但它们真的有不同的形状,”巴克尔说。“异特龙的后缘有粗糙的锯齿;角鼻龙有细密的锯齿。你不需要显微镜——用手就能感觉到。”异特龙的牙齿横截面也更厚,这很符合侏罗纪西部顶级捕食者的身份。

角鼻龙角鼻龙可能在水边以鱼类为食,巴克尔在那里发现了大部分这种恐龙脱落的牙齿。他说,牙齿形状暗示了侏罗纪捕食者行为的多样性。“角鼻龙的牙齿锋利、细长、精致,很少磨损。角鼻龙在咀嚼时非常小心;它们在制作鱼片。巨齿龙有粗大厚实的牙齿,擅长碾碎东西。异特龙的牙齿则介于两者之间。”

堆满散发着刺鼻气味的尸体的巢穴,几乎肯定会吸引其他捕食者,它们希望能偷到一些食物,或者把脆弱的幼崽当做一顿美餐。但巴克尔发现,富含异特龙牙齿的地点并不包含其他捕食者脱落的牙齿。显然,这些野兽保持了良好的安全。在这些巢穴中,所有生长阶段的牙齿都一起出现,这暗示着异特龙,就像现代的鹰隼一样,维持着大家庭,其中年长的兄弟姐妹有时会帮助父母抚养下一代。巴克尔有时将自己塑造成一个重建犯罪现场的侦探,将捕食者称为“罪犯”,猎物称为受害者或“受害者”,脱落的牙齿称为“发射的子弹”。他做了另一个可能更恰当的类比:“这就像圣经考古学,其中语境就是一切。”巴克尔对圣经和神学史有着浓厚的兴趣。在他大学时代,他曾在纽约市上百老汇的人行道上布道。他对考古重建的着迷也教会了他对任何一件证据,无论多么引人注目,都不要过分看重。“如果你带着一个漂亮的陶罐从一个挖掘现场回来,你就会被逐出团队。它从哪里来的?它周围有什么?你发现它的房子有什么痕迹?脱离语境的物体价值很小,”他说。巴克尔认为,古生物学也是如此。一个原始完整的化石骨架不仅稀有——因突然死亡和立即埋葬在适当的沉积物中而产生的自然奇迹——它也是一个几乎无用的奖品。“它告诉你的信息很少,因为它从未成为食物链的一部分。标本越好看,它包含的信息就越少。你想要被咀嚼过的垃圾,”他说。“更有趣。”最近,巴克尔将所有这些垃圾证据拼凑成一个关于科莫布拉夫异特龙家庭生活的引人入胜的场景。侏罗纪时期的怀俄明州,气候亚热带,有湿季和干季。湿季,正如巴克尔所描绘的,是一个丰饶的时期。开阔的草地和稀树草原上,食物和水源——食草恐龙和水——都非常充足。异特龙占据主导地位,从脱落牙齿的普遍性和被肢解的食草动物尸体的许多骨骼中可以看出这一点。

圆顶龙在科莫布拉夫,巴克尔发现了圆顶龙和其他巨型食草动物的完整牙齿,但几乎没有脱落的牙齿。他将这种奇怪的缺失视为大规模迁徙的迹象。“它们只是路过,”他说。“它们没有停下来进食。那不是侏罗纪公园;那是侏罗纪高速公路。”相比之下,在一些白垩纪遗址,脱落的食草动物牙齿相当常见。这些地点可能是更适宜的环境,食草恐龙在那里长期停留。

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在旱季,长颈的雷龙和带甲的剑龙可能蹒跚地去了别处,这给异特龙带来了艰难时期。巴克尔想知道它们是如何生存下来的。它们是躲起来,靠小猎物凑合过活吗?它们是靠腐肉为生吗?还是它们打包行李,去湖边过夏天了?当巴克尔整理他在科莫布拉夫陆地遗址的异特龙牙齿普查时,他发现样本中有一个奇怪的空白。异特龙脱落牙齿的分布并非均匀地分布在所有尺寸范围内,这与鳄鱼不同,鳄鱼全年都待在一个地方。相反,在体型约为成年三分之一的幼年异特龙的牙齿样本中存在显著的不足。巴克尔开始追踪这些失踪的牙齿。一种可能性是异特龙已经离开,而快速生长的幼年异特龙在族群在夏季居所时脱落了这些牙齿。于是巴克尔查看了主要来自水生地点,例如古代湖泊边缘的牙齿。当他统计这些水边遗址的异特龙牙齿时,他发现尺寸分布上有一个隆起,与陆地遗址的空白相吻合。现在证据都到位了:这就是幼年异特龙长到三分之一大小时的活动场所。在湖边过夏天并非度假。从脱落的牙齿来看,所有当地的捕食者都聚集在那里,被足以抵抗蒸发的水体所吸引。角鼻龙在那里如鱼得水,捕食肺鱼。巨齿龙,这种拥有重型牙齿的大型食骨动物,也插足其中。巴克尔从幼年异特龙的角度想象着这个场景:“你身处一个潮湿的地方,弥漫着泥土和腐烂鱼类的气味。你闻到了所有其他捕食者物种的气味。爸爸妈妈都很紧张。争斗更多了。你仍然能得到喂食,但食物完全不同。鱼块、海龟和鳄鱼碎片。份量更小。而且还有成年鳄鱼的危险。离水太近,你的一个兄弟姐妹就会在泥泞泡沫的嗖嗖声中消失。你会在那里待上几个月,也许半年。压力重重。也许你正在成长,但速度不如从前。然后春雨来了,雷暴大作,你和你的父母回到了原来的地方。现在又回到了你最喜欢的雷龙胸肉。”

异特龙可能将尸体碎片拖回它们的巢穴。这种行为可以解释某些地点大量被咀嚼骨骼的集中。

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巴克尔讲故事讲得很好。“他的讲座能让人们充满活力,”凯·贝伦斯迈尔说,她现在在史密森尼学会工作。自从在哈佛读研究生以来,她一直与巴克尔保持着友谊。“但是科学界,至少,常常会想,‘我们在文件方面,究竟能相信多少呢?’我一直觉得鲍勃很有启发性,能激发智力。缺点是他没有在同行评审期刊上发表很多他的想法。他早期发表了很多文章,但后来他没有跟上。”皇家泰瑞尔博物馆的菲利普·柯里也表达了这种担忧。“鲍勃没有理由不能更频繁地在同行评审期刊上发表文章,坦率地说,我希望他能这样做。我认为有时他只是对同行评审过程不够耐心,”他说。巴克尔回应说他确实提交他的工作进行评审,但他更喜欢博物馆公报和专题研讨会论文集,因为“它们发表更长的论文,并且更重视长期野外工作。”他最新、最完整的脱落牙齿研究将于9月作为印第安纳大学出版社出版的同行评审专著发表。巴克尔的一些同事也质疑他解读数据的方式。落基山博物馆的杰克·霍纳,因发掘出世界上最大的霸王龙骨架而闻名,他怀疑脱落的牙齿是否能识别恐龙的进食地点。“恐龙定期脱落牙齿。就像传送带一样。仅仅因为你发现了脱落的牙齿,并不意味着它们在那里进食,”他说。怀俄明大学地质博物馆馆长布伦特·布赖特豪普特对科莫布拉夫了如指掌,但他也不相信:“我最大的问题之一是,1.5亿年前某个活动就发生在那里的某个特定地点。如果我们谈论的是脚印,你可以说,‘是的,一只恐龙在这里。’但我仍然相信牙齿和骨骼是由于水流速度的变化或其他类似的原因,以某种随机方式沉积的。”

巴克尔毫不气馁。“当然,有些牙齿是在非进食地点脱落的,但我们发现的此类情况很少。关键是,捕食者在大量进食的地方会留下大量的脱落牙齿,”他说。“冒着听起来像一位自豪的父母的风险,我可以说我们现在展示的模式从未被任何人、任何地方记录过。”巴克尔同意,这些模式无法描述恐龙生活中的实际一天,但他真正的兴趣在于描绘恐龙行为的时间平均肖像。贝伦斯迈尔,就她而言,对巴克尔对鳄鱼牙齿的研究印象深刻,这些研究表明鳄鱼的生活方式在数千万年里保持了一致。去年秋天与巴克尔交谈后,她开始收集和测量鳄鱼牙齿,以指导她对非洲人类祖先环境的研究。巴克尔的恐龙家庭生活概念也激发了其他研究人员。柯里说,在加拿大、阿根廷和日本,古生物学家发现了成年和幼年食肉恐龙的骨骼混合在一起,“集中度高到不可能巧合”。巴克尔说,每次他跳进他那辆布满灰尘的红色丰田4Runner,从博尔德开车三小时去科莫布拉夫,“我感觉自己回家了”。他在广阔荒凉的起伏草原和崎岖的露头漫步,思索着岩石中仍埋藏的故事。“最终,我认为我们将能够区分雌性脱落的牙齿和雄性脱落的牙齿。雌性在某些时候,当它们正在发育胚胎时,应该会经历更多的钙质压力,这应该会在生长环中体现出来。”巴克尔的信心坚定不移,他的精力——58岁时——无穷无尽。去年冬天有一天,他在他最富饶的一个水边遗址勘探了六个小时,“蹲下刮,刮下蹲,”正如他所说。在开始之前,他向他的助手们挑战:“我们不找到肺鱼的颌骨就不停下来吃午饭。”阳光明媚,风寒而稳定。用螺丝刀砍松散、被侵蚀的土壤,用手指筛选,没有人发现任何像肺鱼颌骨那样引人注目的东西。对巴克尔来说,这项活动仍然富有成效。他正在测试他潜在的继任者,寻找有耐心的工人,他们会长时间工作,为异特龙的家族肖像增添几笔笔触。“我能把我的电子邮件地址写在故事里,这样研究生如果想做这个就可以给我写信吗?”他问道。可以通过 zorilla47@aol.com 联系巴克尔。

旱季期间,一只幼年异特龙面对一只正在捍卫领地的鳄鱼。“作为顶级捕食者是很艰难的,”巴克尔说。“我们看到骨折、压迫性骨折、咬伤、侵蚀颌骨的细菌感染的证据。我们的异特龙就是被猛烈打击。”

加州大学伯克利分校脊椎动物古生物学博物馆维护着一个详尽的恐龙特定网站链接纲要:www.ucmp.berkeley.edu/diapsids/dinolinks.html

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巴克尔的《一只小型霸王龙的脑袋内部》(《发现》,1992年3月,第58页)记述了他和他的同事们对恐龙头骨结构的研究。他利用CT扫描——以及衣架——审视恐龙脑壳内部,探索了大型和小型食肉恐龙及其鸟类后代之间的进化关系。本文可在 www.discover.com 阅读。

更多巴克尔的文章,请参阅《侏罗纪海怪》(《发现》,1993年9月,第78页),巴克尔讨论了侏罗纪海怪以及这些古代游泳者与陆地恐龙的灭绝模式有何不同。本文可在 www.discover.com 查阅。

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