棘龙骨骼暗示这种带刺恐龙喜欢水上运动

科学家今天在《自然》杂志上报道，9000多万年前，一种体型与霸王龙相似的恐龙在浅水中巡游寻找猎物。

已知许多古代爬行动物（如蛇颈龙和鱼龙）都曾生活在海洋中，但恐龙通常被认为是陆生动物。然而，对各种恐龙、其他灭绝生物和现代动物的 380 块骨骼密度的分析表明，白垩纪的标志性恐龙棘龙及其近亲之一都是游泳能手。

法国巴黎国立自然历史博物馆的古生物学家亚历山德拉·乌赛 (Alexandra Houssaye) 表示，根据新发现和其他报告，棘龙是一种水生恐龙“很有可能”。但她并未参与这项研究。

虽然棘龙可能不具备当今海豹或海豚那样的敏捷性或潜水能力，但它的骨骼表明这种巨大的捕食者在水中比在陆地上更舒服，并且可能像畸形的河马或鳄鱼一样沿着河床游泳，Houssaye说。

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棘龙属于食肉恐龙家族，棘龙科出现于侏罗纪时期。芝加哥菲尔德自然历史博物馆的古生物学家、这项研究的合著者马泰奥·法布里说，棘龙的脸型像鳄鱼一样窄，背部有长长的脊柱，可以长到大约 6 英尺高。虽然棘龙的重量不如霸王龙重，但它的身形更长，一些样本估计长达 50 英尺。

第一个棘龙化石于 20 世纪初在埃及被发现，但在第二次世界大战期间被毁。在 20 世纪 80 年代和 90 年代，研究人员开始在世界各地发现棘龙及其家族成员的化石碎片，并推测棘龙科动物大多是陆地生物，有时会涉水寻找鱼类，类似于今天的苍鹭。

随后在 2014 年，在摩洛哥发现了一具保存异常完好的棘龙骨骼。“这在古生物学领域引发了一场巨大的争论，”法布里说。他和他的同事注意到了许多特征，包括短小的后肢和桨状的脚，这些特征暗示这种恐龙至少有一部分是水生的。2020 年，该团队报告称，棘龙的尾巴具有不寻常的鳍状形状，可以像现代鳄鱼的尾巴一样推动它在水中前进。

不过，法布里说，很难根据骨骼形状判断动物在水下待了多长时间。如今的鲸鱼和海豹有很多骨骼特征，可以揭示它们的水生倾向。但对于其他喜欢水的物种，如河马和貘，这些特征并不那么明显。

尽管河马的水生生活方式已得到充分证实，“但如果你观察河马的骨骼，你会发现它们看起来更像陆生动物，”法布里说。“那么，我们是否可能低估了化石记录的生态多样性，因为我们只关注解剖学？”

为了解答这个问题，他和同事测量了棘龙和另外两种棘龙科动物（重爪龙和似鳄龙）的骨密度，并将它们与其他恐龙和已灭绝的爬行动物、白垩纪鸟类以及各种现代鸟类、哺乳动物和爬行动物进行了比较。研究人员使用 CT 扫描和显微镜下检查薄骨片，检查了标本的大腿骨和肋骨。

“密度越高意味着单位体积内组织越多，”法布里说。“如果你是水生动物……密度越大，你就越容易下沉，因此你对浮力的控制就更强。”

潜入水下的动物，如河马、海牛、鳄鱼和企鹅，其骨骼密度比陆生动物和潜入深海寻找食物的水生动物（包括鱼龙、现代鲸鱼和海豹）更高。Houssaye 说，这些更活跃的游泳者依靠自己的动作而不是笨重的骨骼来控制浮力。当陆生动物（如当今鲸鱼的祖先）进入水中时，致密的骨骼在过渡期的早期就进化出来了。“内部结构的变化比骨骼形状的变化更快，”她说。

法布里和他的团队观察到，一般来说，动物的骨密度与其体型无关。他们还指出，飞行动物的骨骼更可能较轻，而最致密的骨骼则出现在水生动物中。他说，浅水动物的骨骼“没有这种环形横截面，外面有骨头，中间是空的；只是有很多骨头延伸到中心。”

研究人员发现棘龙和重爪龙的骨骼都极其致密，与企鹅、鸬鹚和蛇颈龙类似。法布里说，它们可能已经回到陆地上产卵，但很可能大部分时间都在水中度过。

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另一方面，似鳄龙的骨骼与分析中的其他恐龙更相似，表明它不像它的近亲那样在水下捕猎。然而，似鳄龙细长的鼻子和锥形牙齿表明它确实以鱼为食，并且可能沿着河岸涉水而行。

法布里说，大多数恐龙可能不适合在水中生活。尽管如此，可能还有其他灭绝的动物比科学家之前根据骨骼形状所假设的更适合游泳。他说，下一步是测量更广泛的恐龙化石的骨骼密度。

“化石记录非常零散，这意味着大多数骨骼都非常零散，”法布里说。“所以这非常令人兴奋，因为这意味着，我们不仅可以从化石记录中了解生态适应性，而且你不需要完整的骨骼就可以理解它。”

侯赛指出，该分析的一个局限性是，陆地动物有时会出现非常紧凑的肋骨，因此这些骨骼不一定表明它们生活在水中。不过，法布里和他的同事在棘龙身上观察到的密集的大腿骨确实表明这些恐龙是水生动物。她说，未来研究人员可能会通过检查前肢等其他骨骼的密度并调查骨骼的密度是否在整个长度上保持一致，找到更多棘龙水生特性的证据。

“因为骨头不多，所以我们需要尽可能地利用它们，”她说。