科学家如何重构恐龙的样貌

尽管恐龙早在数百万年前就已漫步地球，但得益于技术的进步，如今的恐龙已不像过去那样难以捉摸。

在过去的几十年里，除了研究它们的行为，包括习性和饮食，研究人员还专注于重构和描绘它们真实的样貌——直至纹理和颜色等细节。

但是，科学家们是如何确定这些在6500万年前就已经灭绝的生物的细节呢？事实证明，我们对恐龙样貌的了解远比你想象的要多。

恐龙到底长什么样？

当然，有些恐龙我们了解很多，而有些恐龙我们几乎一无所知——这对于如此庞大、多样的动物类别来说是很正常的，重要的是要抵制将所有恐龙一概而论的冲动。

但一些科学家仍然认为，重构某些恐龙的外观是一个极其细致、复杂的过程，能够让他们精确地确定其样貌。

专攻重新评估恐龙的脊椎动物古生物学家Darren Naish说：“事实上，我们了解到的比古生物学家通常传达的要多得多，也比普通人了解得多。“就我们所知而言，我们实际上做得相当好。”

Naish补充道，他还曾担任Apple TV+系列节目《史前星球》的古生物学顾问，他表示：“当你看到那些说‘我们不知道霸王龙长什么样，它可能是一只巨大的麻雀’的表情包时，我觉得这非常反科学、反智，而且具有误导性。”“不，它不是那样的。我们确切地知道。”

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我们是如何知道恐龙的样貌的？

负责重构恐龙的专家主要分为两类：古生物学家，他们是为科学目的研究史前动物的学者；以及古生物艺术家，他们通常具有古生物学背景，但更关注这些生物的艺术描绘。

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重塑恐龙

这些专家拥有三种核心工具，其中最直接也是最重要的一种就是化石。这不仅包括骨骼和骨架碎片，还包括恐龙所处环境的化石痕迹。第二种工具是木乃伊化的有机组织；与普遍看法相反，在恐龙时代，有大量保存下来的皮肤碎片和组织。

然而，当没有化石和有机组织材料时，古生物学家和古生物艺术家会严重依赖恐龙与现存后裔之间的解剖学比较——这种现象被称为系统发育外插法。

例如，学者们精确知道霸王龙在进化树上的位置，一边是鳄鱼类，另一边是鸟类。

当然，这种技术可能会被误解或滥用；现存的动物并不能完美代表数亿年前各自物种的祖先，它们各自都有自己的进化历史。尽管如此，Naish指出，它仍然是一个有用的工具。

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重塑科学准确的恐龙

当古生物学家和古生物艺术家致力于重构恐龙时，他们通常是从内向外进行的。换句话说，他们从骨架开始，然后逐渐构建到表面的细节。

1. 从恐龙的骨骼和站姿开始

第一步是通过化石，如骨骼、贝壳和牙齿——以及任何足够坚硬以保存下来的东西——来重构恐龙的骨架，从而确定恐龙的核心、基本形态。

布里斯托大学的脊椎动物古生物学家Mike Benton说：“重构骨架就像警察做的法证工作一样，我认为大多数人都能理解，你在博物馆或照片中看到的骨架是相当准确的。”

从骨架，专家们可以推断出恐龙的姿势和站姿，让他们可以与足迹化石进行交叉比对。例如，这些细节会告诉我们它们走路时脚的位置以及脚与脚之间的距离。

然后是计算机模拟和模型。Benton说：“你可以观察肢体骨骼的结构，然后在电脑中模拟整个过程。”他补充说，专家们利用这些预测来了解动物的重心在哪里，或者力量在哪里最大。

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2. 填充身体、形状和体积

朴茨茅斯大学的古生物学家和古生物艺术家Mark Witton表示，一些已灭绝恐龙的肌肉组织有少量保存下来。但更重要的是，学者们可以使用带有肌肉附着痕迹的化石骨骼来填补空白。

此外，Witton说，由于肌肉的分布在整个动物界——从人类到鳄鱼——相对保守，专家们可以参考现存的动物，对已灭绝脊椎动物的肌肉分布有一个相当好的了解。不幸的是，肌肉的丰满程度或萎缩程度仍然不清楚。

Witton，他也是《古生物艺术家手册：艺术中重塑史前动物》一书的作者，说：“化石并不总是清楚这一点，当然，我们知道这在现存动物中变化很大。”

同样棘手的是，要了解恐龙是否可能拥有脂肪组织。Witton表示，这在化石记录中几乎没有体现，尽管也有例外。

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3. 覆盖皮肤和纹理

Witton说，皮肤比你想象的保存得更频繁，但也比我们希望的要少。专家们甚至绘制了恐龙进化过程中不同皮肤类型的地图，以便对没有保存皮肤的物种做出预测。

同样，专家们可以利用骨骼表面的凹陷、折痕和血管印记来帮助他们推断其上方的皮肤类型。Witton说，当皮肤与骨骼非常接近时，皮肤和骨骼会相互作用，特别是当皮肤坚韧或有鳞时。

然而，许多恐龙庞大的体型使得从其一部分解剖结构推断到整个身体变得困难。换句话说，了解一只蜥脚亚目恐龙腿上的皮肤是什么样的，可能并不适用于它身上其他任何地方。

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4. 添加颜色和覆盖物

1996年，中国古生物学家发现了第一批带有羽毛的恐龙化石。自那时以来，又发现了近50个保存完好的长羽毛的恐龙物种。这些早期发现证实了一些恐龙确实有羽毛，这使得专家们能够更多地了解它们的颜色。

更重要的是，在显微镜下检查这些带羽毛的遗骸，会发现它们覆盖着保存完好的微小生物。起初，它们被错误地描述为细菌。

但在21世纪初，学者们提出了一个替代解释，揭示了这些细长的、香肠状的分子实际上是黑色素体——含有黑色素的细胞，它们赋予哺乳动物的毛发和鸟类羽毛颜色。2010年，Benton的实验室发表了一项研究，描述了如何通过观察不同黑色素体的形状来推断不同恐龙的颜色。

Benton说：“在鸟类和哺乳动物中，颜色和形状的关系是相同的，这让我们有信心可以将其应用于几乎任何化石群体。”他补充说，这些色素细胞有不同的排列、密度和方向，提供了关于恐龙图案、条纹和颜色排列的信息。

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5. 绘制恐龙的面部

最后一步可能是最棘手的：重构恐龙的外观中最具争议的部分可能是确定它们的脸到底长什么样。一些研究人员认为，像霸王龙这样的恐龙面部表面的精细外骨骼纹理与鳄鱼的非常相似。与此同时，其他科学家在查看相同数据时认为，这与面部有大量软组织且下颚边缘有大量皮肤的动物相符。

Witton的实验室在2023年于《科学》杂志发表的一篇论文中详细阐述了暴龙可能实际上有嘴唇，从而遮盖了它们的牙齿——颠覆了它们在媒体中的常见描绘。Witton说：“在几年之内，如果我们进行正确的研究，我们应该能够对霸王龙的面部或三角龙的面部等进行标准化的重构，我们已经为一些有角恐龙做过了。”

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媒体对恐龙的描绘

恐龙的面部并不是唯一有争议的领域。就它们整体外观而言，一些科学家认为我们应该只描绘我们确切知道的东西，而另一些人则认为专家应该进行一些有根据的猜测，以探索它们存在的视觉可能性。

Naish，他也是《昨日万象》一书的合著者，这本书推测了不同恐龙可能的外观。他说：“现存的动物中有许多极端奇特的现象，而这些现象在过去的动物身上肯定也存在。”“它们遵守着与今天现存动物相同的规则，就其生存需求而言，例如求偶和繁殖等等。”

无论如何，主流媒体对恐龙的描绘大多未能做到准确。（我们是指你们，《侏罗纪公园》系列。）Naish说，许多遵循“酷炫原则”，描绘出嘴里长满锋利牙齿和剃刀般爪子的生物。

Naish问道：“我一直想知道，这种持续将史前动物怪物化，让它们看起来很可怕/很酷，是不是实际上对社会理解史前动物，以及人们如何想象过去，造成了不良影响？”

撇开银幕上的描绘不谈，古生物学家和古生物艺术家们正在继续揭示关于这些史前巨兽约6500万年前样貌的更多细节。

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