金文馳

美國是自然博物館大國，華盛頓的國家自然博物館和紐約市的美國自然博物館等都為世界級博物館。不過這兩座并不能躋身美國最古老自然博物館之列，美國乃至整個美洲的首座自然博物館成立于1812年。當(dāng)時位于賓夕法尼亞州的費(fèi)城是美國的文化和商業(yè)中心，費(fèi)城自然科學(xué)院（Academy of Natural Sciences of Philadelphia，以下簡稱為科學(xué)院）誕生于此便是水到渠成的事了。2011年，科學(xué)院被德雷克塞爾大學(xué)收入麾下，改名為德雷克塞爾大學(xué)自然科學(xué)院（Academy of Natural Sciences of Drexel University）。

在成立至今的兩個多世紀(jì)時光里，科學(xué)院收集了1700萬多號標(biāo)本，涵蓋植物學(xué)、昆蟲學(xué)、鳥類學(xué)和古脊椎動物學(xué)等多個學(xué)科。其古脊椎動物收藏不乏具有重要意義的化石標(biāo)本，如首次在美國發(fā)現(xiàn)的恐龍化石（除牙齒以外）和提塔利克魚等。這些重要化石的復(fù)制品也向公眾展出，頗有科學(xué)院的自身特色。

走進(jìn)恐龍廳

在展廳中央，矗立著不少恐龍，大小各異，各具姿態(tài)。它們中位置最靠前的是一頭大家耳熟能詳?shù)陌酝觚垼═yrannosaurus rex），粗壯的左后腿微微抬起，兩眼直愣愣地俯瞰著我，口頷大張，似乎馬上就要發(fā)起襲擊。它并不是真骨化石，而是按美國自然博物館收藏的化石復(fù)制的。如果對這一復(fù)制品有些失望，且慢，就在不遠(yuǎn)處的展臺上，展出了一段霸王龍右側(cè)股骨下端的真骨化石。而且這一化石還讓公眾觸摸，這倒是難得的機(jī)會。展牌上還畫出了霸王龍全身骨骼，并標(biāo)明了這一化石所在的部位。

“如何根據(jù)化石重建動物生前的樣子”

上圖：?？锁喿忑垼?/p>

下圖：平衡恐爪龍（左）和提氏腱龍（右）

展廳內(nèi)還有一別樣的展示，主題為“如何根據(jù)化石重建動物生前的樣子”，展示的立體模特 便是一頭霸王龍。它的尾部在左側(cè)，頭部在右側(cè)。最左側(cè)的尾椎深褐色，顯得有些凌亂，和背景山體幾乎融為一體。順著尾部向右看，尾椎越來越整齊，顏色也逐漸變淺，到了髖部，骨骼已呈灰白色。腿部也有了肌肉，但還沒有皮膚。繼續(xù)向右看，霸王龍身體的前部已被皮膚包裹，栩栩如生。地上從左至右還有多個展牌，介紹了重建的過程和方法，結(jié)合眼前的實景，傳播效果自然更好。

沿墻根繼續(xù)前行，不多時便看到墻上“貼”著的一副不完全骨架。如果只看這35塊骨（包括左側(cè)前后肢和部分尾椎等），很難想象這一恐龍生前的大小和模樣。好在墻上有一外形輪廓，可以看出它體長7～8米，靠發(fā)達(dá)的后肢行走，前肢懸空，尾部幾乎平伸，估計體重2～4噸。這是?？锁喿忑垼℉adrosaurus foulkii），它是鴨嘴龍科鴨嘴龍屬已知的唯一物種，生存年代距今8050～7850萬年。雖然骨架的視覺沖擊力不及大廳中的許多恐龍，但?？锁喿忑埵窃诿绹酥帘泵乐薨l(fā)現(xiàn)的首份除牙齒外的恐龍化石，而且據(jù)說在當(dāng)時是全球最完整的恐龍化石，它和科學(xué)院有著密切的關(guān)系。

讓時間回溯到1858年?？茖W(xué)院院士William Parker Foulke得知一位農(nóng)人在自家農(nóng)場上挖出了塊頭較大的化石，便欣然前往這些化石的發(fā)現(xiàn)地——離費(fèi)城不遠(yuǎn)的Haddonfield（位于新澤西州）。這位農(nóng)人其實早在1838年便挖出一些化石，但一部分已分給他人。Foulke在當(dāng)年發(fā)現(xiàn)化石的地點(diǎn)掘地約3米，找到了35塊化石。他將化石交給古生物學(xué)家Joseph Leidy，Leidy研究后發(fā)表了新種?？锁喿忑?，其種加詞便是為致敬Foulke而起的，這種鴨嘴龍也是鴨嘴龍科的模式種。當(dāng)年發(fā)現(xiàn)化石的地點(diǎn)已被列為美國國家歷史地標(biāo)，而福克鴨嘴龍被選為新澤西州的州恐龍。Foulke挖出的正型標(biāo)本仍保存在科學(xué)院里，我們現(xiàn)在看到的是復(fù)制品。

除單一的恐龍外，恐龍廳中還有一些場景式展示，生動呈現(xiàn)出種間關(guān)系。一只平衡恐爪龍（Deinonychus antirrhopus）張牙舞爪，單腳著地，右后肢上鐮刀狀的爪子正狠狠地刺向一只四足著地的提氏腱龍（Tenontosaurus tilletti）。1969年，耶魯大學(xué)的古生物學(xué)家John H. Ostrom發(fā)表了平衡恐爪龍，并建立起馳龍科伶盜龍亞科下的新屬：恐爪龍屬。這種恐龍被收入小說《侏羅紀(jì)公園》中，同名電影中登場的是同科的伶盜龍（Velociraptor）。筆者在耶魯大學(xué)自然博物館中見過平衡恐爪龍的裝架化石，我們眼前的這只便是耶魯化石的復(fù)制品。

被攻擊的提氏腱龍隸屬鳥臀目，生活在距今1.15～1.08億年前的北美洲西部地區(qū)，說來也巧，它也是由Ostrom發(fā)表的。提氏腱龍體長6～7米，體重0.6～1噸，尾部較長，后肢長，前肢短。它們既可以四足行走，也可以靠尾部和后足站立，這和現(xiàn)生的袋鼠有幾分相似。提氏腱龍具有髓質(zhì)骨，這一組織常見于現(xiàn)生鳥類中，在繁殖期填充于雌鳥骨骼空腔中，為蛋殼的形成提供鈣源。提氏腱龍是一種植食性恐龍，主要以樹蕨等蕨類、蘇鐵甚至早期種子植物為食，古生物學(xué)家怎么知道它是恐爪龍的獵物呢？原來，在超過50個腱龍化石點(diǎn)中，有14個都含有恐爪龍的牙齒等化石，而且恐爪龍化石很少和蜥結(jié)龍（Sauropelta）等潛在獵物化石一起出現(xiàn)。

富有新意的恐龍展示

除上述中規(guī)中矩的展示外，恐龍廳還有一些別具新意的展示，如將恐龍和具有相似行為或形態(tài)的現(xiàn)生動物進(jìn)行對比。這里僅介紹懷俄明腫頭龍（Pachycephalosaurus wyomingensis）一例。這種恐龍是腫頭龍屬的模式種，為素食主義者，產(chǎn)于北美洲西部，生活在距今6800～6600萬年前的白堊紀(jì)晚期，靠后肢站立奔走。它形態(tài)上的最大特點(diǎn)要算頭骨頂部的異常隆起，厚度可超20厘米，看起來如同頂著一倒扣的大碗。

有假說認(rèn)為，懷俄明腫頭龍和如今生活在北美洲西部的加拿大盤羊（Ovis canadensis）在爭奪交配權(quán)上具有很高的相似性：雄性個體用頭頂相互頂撞，以此決出勝負(fù)。也有學(xué)者根據(jù)頭骨強(qiáng)度似乎無法承受撞擊，且缺乏傷痕證據(jù)等為由，對這一假說提出質(zhì)疑。但2012年發(fā)表的一項研究表明，古生物學(xué)家找到了頂部具有傷痕（如凹陷等）的懷俄明腫頭龍頭骨，這為假說提供了支持。展臺上不僅展出了懷俄明腫頭龍的裝架模型，在模型右側(cè)的墻上，還有一幅藍(lán)底的加拿大盤羊圖片，兩者目光相對，頗有對壘之勢。圖上還有一個問題：“加拿大盤羊和恐龍有何相似之處？”以此引導(dǎo)公眾思考。

從現(xiàn)有研究成果來看，保護(hù)性耕作措施對于增加土壤中有機(jī)質(zhì)含量有顯著效果，相比于常規(guī)耕作方法，能夠增加土壤表層生物活性，促進(jìn)有機(jī)碳含量的提升，從而增加土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性。比如，已經(jīng)有學(xué)者對秸稈覆蓋影響土壤容重和孔隙度等方面的機(jī)制展開研究，證明秸稈覆蓋能夠抑制地表水分流失，改善土壤通透性，優(yōu)化肥力條件。土壤是碳和其他營養(yǎng)元素的主要存儲空間和交換空間，有機(jī)碳含量僅次于海洋。但目前的研究主要集中于土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳測定等方面，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中能夠借鑒的經(jīng)驗較少，需要結(jié)合實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，研究耕種措施對土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳的影響，從而為實際生產(chǎn)活動提供更多有價值的參考［2］。

懷俄明腫頭龍和加拿大盤羊的對比

上圖：劍龍；

下圖：劍龍腦腔鑄件

告別懷俄明腫頭龍，沒走多遠(yuǎn)，便見到一頭劍龍（Stegosaurus）。這一屬可算是劍龍亞目中最知名的類群了，它們于晚侏羅世生活在北美洲。眼前的這頭既不是真骨化石也不是化石復(fù)制品，而是一別致的原大“活體”模型。它體長四五米，背上的塊塊骨板宛如風(fēng)帆，尾部的尾刺歷歷在目。這頭劍龍的左側(cè)軀干部位的皮膚和肌肉等被移除，暴露出骨骼，還可看到胸腔和腹腔中的肺和腸等器官，如此富有解剖學(xué)色彩的恐龍模型筆者還是頭一次見。

關(guān)于劍龍有很多值得展示的內(nèi)容。例如，古生物學(xué)家對劍龍骨板的功能并沒有定論，有說起體溫調(diào)節(jié)的，有說是性展示的，還有說是防御的。但這一展示并沒有聚焦在骨板上，而是突出了劍龍具有已知恐龍中最小的腦（相對于身體而言）。一塊展牌介紹到，要估計已滅絕動物的“聰明”程度，目前唯一的方法便是測算其腦容量和身體體積的比例。一般來說，比例越大，動物就越“聰明”。肉食性恐龍的這一比例通常比植食性恐龍大，我們?nèi)祟惖倪@一比例尤其大。就在展牌上方，陳列著灰白色的劍龍腦腔鑄件，長20多厘米，形態(tài)較細(xì)長，有些像如意。既沒有膨大成球的部位，也沒有腦溝和腦回。

春雷龍頸椎真骨化石

恐龍廳中還有一互動式展區(qū)，名為“大發(fā)掘”（The Big Dig）。展區(qū)入口的墻上掛著各種野外發(fā)掘所用的工具：鐵鍬、鑿子、手套、帽子、記錄本……讓人躍躍欲試。展區(qū)墻上有大幅山巖裸露的背景畫，展區(qū)中也有人造山巖，很有沉浸感。這在同類展區(qū)中并不多見，讓人印象深刻。深色的化石模型淺淺地半埋于淺色碎石中，公眾挖掘起來應(yīng)該不用費(fèi)多少功夫。遺憾的是，時值新冠疫情期間，這一展區(qū)暫停開放。

不少自然博物館中設(shè)有可供公眾隔著玻璃觀看的化石修復(fù)實驗室，科學(xué)院也不例外。這一實驗室規(guī)模不大，但頗有“誠意”的是，實驗室外專門設(shè)有一展臺，展出了部分修復(fù)后的春雷龍（Suuwassea emilieae）頸椎真骨化石。這些化石是科學(xué)院和賓夕法尼亞大學(xué)的古生物學(xué)家于1999年在蒙大拿州發(fā)現(xiàn)的。春雷龍是一種蜥腳類恐龍，體長14～15米，體重約5噸，發(fā)表于2004年，被看作是叉背龍科成員。這一科成員幾乎全產(chǎn)于南美洲和非洲，具有較明顯的岡瓦納古陸分布樣式，唯一的例外便是分布在北美洲的春雷龍。有假說認(rèn)為，叉背龍科于侏羅紀(jì)中期起源于北美洲所在的勞亞古陸，然后擴(kuò)散到了岡瓦納古陸。

海洋脊椎動物速寫

在恐龍廳一層靠窗的一溜，集中展出了多種中生代的海洋脊椎動物。仿佛是不愿輕易示人，公眾要轉(zhuǎn)身面對一小段墻體，才能看到一保存甚好的薩默塞特魚龍（Ichthyosaurus somersetensis）真骨化石。這條魚龍體量不大，長度不到3米，據(jù)展牌介紹，這是已知保存最完好的魚龍化石。它頭部朝左，尾部向右，連尾巴末端和四肢“槳”上的小骨都沒有移位，著實干凈清爽。

它鼻吻部較長，體型體態(tài)都極似現(xiàn)生海豚，這可看作是趨同進(jìn)化的結(jié)果。眼眶較大，說明魚龍視力很好。眼眶中的鞏膜板也清晰可見，常說畫龍需點(diǎn)睛，而鞏膜板則賦予了魚龍幾分生氣，有別于大多數(shù)眼眶空空的古脊椎動物化石。古生物學(xué)家曾在魚龍化石的身體輪廓內(nèi)發(fā)現(xiàn)了黑色素，這至少說明一些魚龍體色很深，和現(xiàn)生的抹香鯨類似。而魚龍可能也和抹香鯨一樣，具有深潛捕食的能力。魚龍主要通過尾巴左右擺動來提供游泳的動力，槳狀的四肢主要起控制方向的作用。它們的前肢比后肢發(fā)達(dá)，但肩帶不發(fā)達(dá)，更不用說羸弱的腰帶了，以此推斷，魚龍應(yīng)該沒有登上陸地活動的能力。

薩默塞特魚龍隸屬大眼魚龍科魚龍屬，該屬的模式種普通魚龍（I. communis）發(fā)表于1822年。這一屬如今有6個化石種，在2016年以前，出土于英格蘭西南部的薩默塞特郡的魚龍都被認(rèn)為是普通魚龍。而古生物學(xué)家根據(jù)形態(tài)學(xué)特征和系統(tǒng)發(fā)育分析，將一些產(chǎn)于薩默塞特郡的普通魚龍另立為新種薩默塞特魚龍。全球不少自然博物館中早已收藏了產(chǎn)于薩默塞特郡的魚龍化石，即使不去收集新化石，一些標(biāo)本也豁然成為新種，真是得來全不費(fèi)工夫。

普氏海王龍

勇猛劍射魚

在白堊紀(jì)，西部內(nèi)陸海道（Western Interior Seaway）從北冰洋一直延伸到墨西哥灣，將北美洲分隔成東西兩塊大陸。據(jù)估計，這一海道最寬處約有1000千米，而深度不大，最深處僅八九百米而已。占地利之便，北美洲的不少自然博物館中展出了生活在這一海道中的海洋動物，科學(xué)院便展出了普氏海王龍（Tylosaurus proriger）和勇猛劍射魚（Xiphactinus audax）等視覺沖擊力較強(qiáng)的物種。

體長約13米的普氏海王龍被懸吊在天花板上，口頷大張，奪人眼球，估計體重近2噸，生活在距今8500萬～7800萬年前的白堊紀(jì)晚期。它是滄龍科海王龍屬的模式種，該屬動物是白堊紀(jì)晚期海洋中的頂級捕食者。海王龍是鱗龍次亞綱（包含蛇和蜥蜴等）中少有的溫血動物，一項研究推測，它們的平均內(nèi)核體溫可達(dá)34.3℃。這可能給海王龍帶來了不少生存優(yōu)勢，如能在較冷的海域活動。

在普氏海王龍右側(cè)，是一條看起來同樣攝人的勇猛劍射魚。體長約4米，體重約450千克。筆者曾在堪薩斯大學(xué)自然博物館等地見過這一大型獵食性魚類的化石，雖然體型驚人，但化石較扁平，沒有眼前這一裝架模型這般“劍拔弩張”。和大多數(shù)獵食性魚類一樣，勇猛劍射魚在覓食時先將獵物頭部吞下，人們在不少劍射魚化石體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了尚未消化或部分消化的大型魚類。一條產(chǎn)于堪薩斯州的勇猛劍射魚化石體長4.2米，體內(nèi)有一條長1.6米的噬魚類魚兒以及其他魚骨架。據(jù)推測，這條勇猛劍射魚在吞食噬魚時，噬魚劇烈掙扎，可能傷到了劍射魚的重要內(nèi)臟，于是在進(jìn)食后不久，這條劍射魚便一命嗚呼了。劍射魚雖然體大而兇猛，但它們并不是頂級捕食者，和許多白堊紀(jì)晚期海洋魚類一樣，它們也是鯊魚的盤中餐。

著名的提塔利克魚

離開恐龍廳，很快我便來到專門展示科學(xué)院開展的部分世界級研究的展廳（Science at the Academy）。其中的提塔利克魚（Tiktaalik roseae）被認(rèn)為是魚類和四足類之間的過渡類型，它的正型標(biāo)本是科學(xué)院古生物學(xué)家主導(dǎo)的考察隊伍發(fā)掘的，這一發(fā)現(xiàn)于2006年登上了《自然》雜志。此后，提塔利克魚被收入古生物學(xué)教材中，可謂“教科書級”化石了。在芝加哥的菲爾德自然博物館等不少博物館中，也展出了提塔利克魚，而其正型標(biāo)本則存放在科學(xué)院里。

提塔利克魚

來到提塔利克魚的展位前，首先看到的是地圖和當(dāng)年的科考照片等，它們和文字一起，向公眾介紹了提塔利克魚的發(fā)現(xiàn)過程。從1999年起，科學(xué)院的古生物學(xué)家Ted Daeschler組織了多次前往加拿大北極地區(qū)的考察活動，以采集魚類化石。頭幾年的考察活動收獲寥寥，但到了2004年，轉(zhuǎn)機(jī)終于出現(xiàn)?？疾礻犼爢T背著用來防北極熊的槍支，在埃爾斯米爾島（世界第十大島，加拿大第三大島）上跋涉多日后，終于發(fā)現(xiàn)了一似魚又似四足類的化石。這一動物的頭部寬而扁平，俯瞰大致呈三角形。化石發(fā)現(xiàn)地頗為偏遠(yuǎn)，因紐特人是這里的原住民，提塔利克魚的屬名就是根據(jù)他們的建議起的，在他們的語言里意為“大的淺水魚”。

提塔利克魚生活在距今約3億7500萬年前的泥盆紀(jì)晚期。泥盆紀(jì)是魚類稱霸的時代，提塔利克魚的外形似魚，體長可超過2.5米，有尾鰭，也有鰓和鱗片這樣的魚類特征。同時，它也具有四足類的特征，如頭部寬而平、頭部和肩帶分離、具有功能的腕關(guān)節(jié)等。最值得一提的恐怕要算它的四肢了，四肢末端具鰭，可以劃水，且有見于更進(jìn)步的四足類的滑膜關(guān)節(jié)，它們可以靠四肢支撐身體，在陸地上短距離行走。

這里展出了提塔利克魚正型標(biāo)本的復(fù)制品。僅看這一復(fù)制品公眾可能較難想象它生前的模樣，就在這一化石復(fù)制品下方，還有一復(fù)原模型，重現(xiàn)了提塔利克魚出水登陸的情形。除了這一靜態(tài)展示外，還有一交互式展示。展示列出了提塔利克魚和另外4個類群，從左至右分別為真掌鰭魚（Eusthenopteron）、潘氏魚（Panderichthys）、棘螈（Acanthostega）和魚石螈（Ichthyostega），并列出了每類動物所具有的魚類和四足類特征。4個類群間共有3個空位，公眾通過比較和判斷，決定提塔利克魚應(yīng)該被放置到哪個空位上。然后可以翻開空位上的翻版，看看自己的答案是否正確。