为什么恐龙不擅长游泳

为什么恐龙不擅长游泳

《恐龙之谜》深入探究了“可怕蜥蜴”的秘密,以及让古生物学家彻夜难眠的所有问题。

恐龙统治地球。我们都知道这个比喻。这些巨大的爬行动物数量众多,独一无二,它们将地球 1.5 亿年的历史称为恐龙时代。

但说某一个生物群体“主宰”地球是愚蠢的。首先,唯一在海浪中漂浮的恐龙是被沿海风暴冲走的尸体。

数十亿年来,海洋覆盖了地球的绝大部分,目前地球上的水量占地球水量的 96% 以上。据我们所知,恐龙从未在海洋中生活过。古生物学家仍然不知道原因。

如果有什么比理解一个物种为何以特定方式进化更具挑战性,那就是试图回溯它没有走的进化道路。大自然充满了无形的障碍和瓶颈,它们会根据先前的变化而打开和关闭。我们通常不会察觉到这些生物限制,直到我们遇到“为什么不?”的问题。即便如此,也很难区分什么是真正不可能的,什么是仅仅因为巧合而没有发生的。不过,就恐龙而言,我们有一些线索可以解释为什么海洋一直不在它们的领地上。

在大多数情况下,恐龙都是可怕的游泳者。但古生物学家花了几十年时间才弄清楚这一点,因为他们一直在等待正确的化石足迹、恐龙骨骼结构的分析以及能够估计恐龙浮力的计算机方法。在 20 世纪的大部分时间里,当专家们将灭绝的蜥蜴描述为愚蠢的慢性子,侮辱现存的爬行动物和恐龙时,一些古生物学家认为,像腕龙这样的长颈蜥脚类动物只能在水中支撑自己的体重。他们还假设,“鸭嘴龙”或鸭嘴龙会在暴龙靠得太近时跳入湖中——显然,这是没有盔甲或角的食草动物唯一能做的防御。从 20 世纪 70 年代开始,古生物学家意识到,蜥脚类恐龙和鸭嘴龙的足迹化石和其他线索表明,它们生活在陆地环境中,不擅长在水中生活。不仅如此,游泳恐龙留下的痕迹化石相对较少——它们踢脚时在沉积物中留下的刮痕——是由肉食恐龙留下的,这推翻了水是食草动物避难所的观点。

恐龙的一个关键特征可能阻止了爬行动物在水中舒适地生活。蜥脚类和兽脚类的骨骼呼吸系统显示出一组独特的气囊,它们与肺部和呼吸系统的其他部分相连。这些软组织囊袋使这些生物能够比哺乳动物更有效地呼吸,因为它们不断保持新鲜空气的流动,而不是依靠明显的吸气和呼气。(鸟类也有同样的特征,还有一个额外的好处,那就是通过用空气填充骨骼空间,使骨骼保持轻盈。)但在模拟这些气囊如何影响恐龙的游泳能力时,古生物学家发现,即使是大型物种也会像充气泳池玩具一样——太轻,无法在水中稳定。适应水生生物通常需要更致密的骨骼作为一种天然压舱物——体内空气过多会让恐龙难以保持潜水状态。与我们非常相似,虽然有些恐龙可以游泳,但它们的潜水能力肯定无法与史前的海龟和蛇颈龙相提并论。

同样的问题也出现在曾经被认为是游泳高手的恐龙身上。棘背部有帆状背板,身长约 50 英尺,具有一些与潜水相关的解剖学特征:它的一些骨骼似乎特别致密,就像其他半水生动物的骨骼一样,尾巴又长又像鳗鱼,就像一个巨大的拴在桨上的桨。但最近的研究发现,棘龙轻盈的骨骼结构也会使其在水中不稳定,巨大的帆状背板会妨碍恐龙在水下追逐猎物的能力。这种曾被誉为世界上第一个会游泳的恐龙更有可能是一种涉水动物,它在浅水区艰难跋涉,试图伏击鱼类。尽管更多的证据可能会改变这一情况,特别是因为没有人发现任何接近完整的棘龙骨骼,但目前与水最密切相关的恐龙不像鳄鱼那样是水生动物。

总之,经过两个多世纪的搜寻,古生物学家们还没有发现任何一具恐龙化石,它肯定是一生中的大部分时间都在海里度过的。从海洋沉积物中挖出的少数标本——比如来自艾伯塔省保存完好的盔甲北方盾龙——代表着在内陆或沿海地区灭绝的恐龙,它们被风暴或局部洪水冲到海里。有些成为了鲨鱼和海洋爬行动物的食物;有些形成了临时的珊瑚礁;有些很快就被埋在岩石和土壤下,鳞片保留了下来。但海洋中还有许多其他爬行动物——像鱼的鱼龙、长颈蛇颈龙和相当于科莫多巨蜥的沧龙——这证明恐龙的统治地位被夸大了。

当然,我们知道恐龙最终确实进入了水中。例如,在白垩纪末期的小行星撞击地球约 500 万年后,企鹅的第一批祖先踏入水中。如今,这些熟悉水的鸟类通过在水下拍打翅膀来“飞行”,并且具有各种适应性,从疏水羽毛到喙中的排盐管,使它们能够大部分时间在海中度过。但它们仍然在陆地上繁殖,这又为为什么灭绝的恐龙从未进入深海提供了另一个线索。

据我们所知,所有恐龙都是产卵的——从 2.43 亿年前最早出现的可怕的蜥蜴(希腊语中为“恐龙”)到现在在人行道上蹦蹦跳跳的山雀。其他海洋爬行动物不断进化出生育方式,很可能从一些蛇和蜥蜴今天保留的软壳蛋开始,而恐龙似乎从未进化出不同的能力。或者它们确实进化了,但来得太晚了,海洋里已经充满了敏捷、牙齿锋利的爬行动物,随时准备吞噬任何笨拙的恐龙划桨者。恐龙的古代世界在海岸线结束,为其他生物统治海洋留下了足够的空间。

我们希望您喜欢 Riley Black 的专栏《恐龙之谜》。请于 5 月份在 PopSci+ 上查看下一篇文章。

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