并非所有巨大的兽脚类恐龙都有强大的咬合力,头骨的进化在其中起着重要作用。
《Current Biology》杂志上的一项新研究分析了 18 种大型史前掠食者的头骨,包括霸王龙、棘龙和异特龙,研究发现,体型相似并不意味着它们都有强大的咬合力。
英国布里斯托大学的 Andrew Rowe 在一份新闻稿中表示:“食肉恐龙在演化成巨型生物的过程中,在进食生物力学和可能的行为方面走了截然不同的道路。”
“霸王龙进化出了用于力量和粉碎性咬合的头骨,而其他谱系则拥有相对较弱但更特化的头骨,这表明即使是体型巨大的掠食者,也存在着多样化的进食策略。换句话说,并没有一种‘最佳’的头骨设计来成为一个巨大的掠食者;多种设计都能完美运作。”
兽脚类恐龙头骨的进化

恐龙咬合力示意图。(图片来源:Rowe 和 Rayfield,《Current Biology》)
Rowe 和 Rayfield,《Current Biology》
像霸王龙和棘龙这样巨大的兽脚类恐龙,在恐龙爱好者中非常受欢迎,尤其是在《侏罗纪公园》等电影的银幕上。Rowe 和该研究的合著者 Emily Rayfield 也是这些双足巨型恐龙的粉丝。通过他们的研究,他们旨在确定双足行走是如何影响兽脚类恐龙头骨及其进食技巧的进化的。
尽管它们可能在银幕上争斗,但这些巨大的兽脚类恐龙大多生活在世界上的不同地区,并且在不同的时期,因此可能从未相互接触过。而且,虽然它们体型相似,但这些掠食者也有截然不同的头骨形状。因此,研究团队想知道不同的头骨形状是否也意味着不同的头骨功能。
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扫描兽脚类恐龙头骨
在这项研究中,研究团队分析了恐龙的体型和头骨生物力学。他们使用 CT 扫描(计算机断层扫描)和其他 3D 技术来测量咬合力,量化进食表现,并分析头骨力学。
根据这项研究,研究团队认为他们会注意到所有头骨之间的差异,但他们惊讶地发现了一个清晰的生物力学分歧。
Rowe 在新闻稿中说:“像霸王龙这样的暴龙科恐龙的头骨经过优化,能够承受高咬合力,但代价是头骨承受更大的应力。但在一些其他巨型恐龙,如巨兽龙身上,我们计算出的应力模式表明其咬合力相对较弱。这凸显了进化如何能为大型、食肉双足动物的生活产生多种‘解决方案’。”
体型越大不等于越强
研究结果进一步表明,头骨应力不一定随着体型增大而增加。一些体型较小的兽脚类恐龙的咬合力比体型较大的兽脚类恐龙更强,这是由于肌肉体积的增加。更大的头骨并不意味着更强的咬合力。例如,尽管棘龙和异特龙是体型较大的兽脚类恐龙,但研究结果发现它们并没有强大的咬合力;相反,它们很可能只是撕扯和撕裂猎物。
Rowe 在新闻稿中说:“我倾向于将异特龙的进食方式与现代科莫多巨蜥进行比较。而大型霸王龙的头骨则像现代鳄鱼一样经过优化,具有高咬合力,能够粉碎猎物。这种生物力学上的多样性表明,恐龙生态系统支持的比我们通常假设的更广泛的巨型食肉动物生态位,竞争更少,专业化程度更高。”
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《Current Biology》。食肉恐龙谱系在巨型体型下采用不同的头骨表现















