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        流星錘、狼牙棒…… 恐龍的尾巴還有多少花樣?

        2023-12-20 18:39:06云水木
        科普童話·百科探秘 2023年10期
        關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)

        云水木

        早在1933年,第一版的《金剛》中,就有一頭劍龍和金剛大戰(zhàn)了三百回合。雖然劍龍是素食者,但背負(fù)骨板、尾生尖刺的恐怖造型,給觀眾留下深刻的印象。劍龍尾部末端那幾根耀武揚(yáng)威的骨質(zhì)棘刺,稱得上是抵御捕食者的強(qiáng)力武器,曾在脆弱異特龍的椎骨化石上,發(fā)現(xiàn)一處大約4×4.1厘米的傷痕,據(jù)推測(cè)是劍龍的尾刺造成的。異特龍是體長8~9米的肉食恐龍,可見兔子急了也咬人,吃齋的恐龍爆發(fā)了更不可小視。

        尾巴上帶個(gè)錘子

        在劍龍消亡之后,又有一群猛士活躍在白堊紀(jì)的北美大地上。不同于劍龍的鋒芒畢露,同屬于裝甲形類的甲龍亞科更為內(nèi)斂。它們更像是手持骨朵的鐵浮圖——張牙舞爪的骨板被低調(diào)的結(jié)節(jié)和甲板替代,偶爾突出的棘刺看起來也比劍龍安全了許多。

        可這看似人畜無害的植食性“大蜥蜴”,卻在尾部末端長出了一塊致密的骨質(zhì)尾錘。那些大型的尾錘直徑甚至可以超過40厘米,西瓜一般大小的錘子在強(qiáng)有力的尾部肌肉驅(qū)動(dòng)下,可以輕而易舉地重創(chuàng)骨骼,擊碎內(nèi)臟,可以說是同一時(shí)期掠食者心目中忌憚不已的“狠角色”。

        劍龍與甲龍的獨(dú)特形象,為我們營造了一個(gè)帶有奇幻色彩的遠(yuǎn)古世界。但我們?cè)谟^察其他的動(dòng)物類群時(shí)便會(huì)發(fā)現(xiàn),將尾部“武器化”在整個(gè)陸生脊椎動(dòng)物群體中都是極為罕見的。就種類和數(shù)量而言,像劍龍、甲龍這樣擁有夸張尾巴武器的生物并不多,可它們所隸屬的演化支,卻包括了龜類、鱷類以及哺乳動(dòng)物(如雕齒獸類)等多個(gè)門類。

        這種“劍走偏鋒”又“遍地開花”的演化,令古生物學(xué)家和演化生物學(xué)家非常迷惑——這些古怪的結(jié)構(gòu)擁有共同的來源嗎?是什么樣的原因使得這些動(dòng)物擁有了這樣的尾巴?這些“武器”為生物提供了怎樣的優(yōu)勢(shì)?

        都有尾巴武器,但卻不是親戚

        擁有骨質(zhì)尾部武器的動(dòng)物在演化樹上,并沒有明顯的親緣關(guān)系。通過對(duì)比化石結(jié)構(gòu),我們可以識(shí)別出“尾巴武器”其實(shí)大不相同。比如說,劍龍的尾刺是連接在尾椎末端的獨(dú)立結(jié)構(gòu),而甲龍的尾錘則伴隨著尾椎末端的愈合,卷角龜和雕齒獸類的特化結(jié)構(gòu)包裹在椎骨之外。截然不同的結(jié)構(gòu)說明,它們很難來自于共同的祖先,也不太可能是由某一類基因控制。

        在現(xiàn)生動(dòng)物中,鱷魚、穿山甲、科莫多龍(巨蜥)乃至于豪豬都會(huì)嘗試用尾巴攻擊敵人,但只有環(huán)尾蜥科擁有像恐龍一樣的骨質(zhì)特化結(jié)構(gòu)。外形上沒什么共通點(diǎn),但也許我們還是可以嘗試通過形態(tài)學(xué)和行為學(xué)的補(bǔ)充,分析出有哪些因素跟“武器化”的尾巴有聯(lián)系。

        披鎧甲的大家伙,

        可能有流星錘

        通過形態(tài)分析,我們可以將武器化的尾部分為四種類型:

        第一類,沒有特化的結(jié)構(gòu),但是能夠通過甩動(dòng)尾部進(jìn)行攻擊,如彩虹飛蜥;

        第二類,擁有骨質(zhì)尾刺,如劍龍;

        第三類,尾部末端硬化,如雕齒獸;

        第四類,尾部末端延展,如甲龍。

        通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn),是否利用尾部作為武器,與物種的體長、軀體的裝甲化狀況、尾部的靈活性以及食性有關(guān)。而“武器化”的骨質(zhì)結(jié)構(gòu),還跟僵硬的胸腔、真皮之下具有骨質(zhì)沉積物“鎧甲”(稱為皮內(nèi)成骨)有關(guān)系。

        如果一類生物體型較大,擁有覆蓋身體大部分區(qū)域的骨質(zhì)鎧甲,胸腔僵硬,并且是植食性動(dòng)物,那么它就更有可能長著怪異的尾巴武器,并且會(huì)用它抵御掠食者。

        首先,體型足夠大預(yù)示這類生物可能生活在較為開闊的環(huán)境中,這樣的體型也難以迅速藏匿,因此擁有了主動(dòng)防御的必要性。而身體上較為普遍的皮內(nèi)成骨則提供了演化的原材料——正是因?yàn)樗鼈凕c(diǎn)亮了這棵科技樹,才使得更為復(fù)雜的裝甲化乃至特化的尾部結(jié)構(gòu)成為可能。大而僵硬的胸廓提供了迅猛揮動(dòng)尾部的支點(diǎn);而植食性則是這一切演化過程的根源——它們一直面臨著掠食者帶來的生存壓力。

        這些性狀似乎也暗示了為什么“尾巴武器”防御策略是如此罕見:畢竟要獲得一套完整的、有效的尾部防御體系,需要滿足各種的先決條件,它需要先堆滿護(hù)甲,再提升攻擊力,在激烈的自然選擇過程中,這種演化進(jìn)程無疑是代價(jià)高昂的。

        還有更多兵器……

        2018年2月,覆尾龍化石被發(fā)現(xiàn),它的尾巴比大錘更為震撼,那是一柄7400萬年前的“黑曜石鋸劍”!7對(duì)大型皮內(nèi)骨板,整整齊齊地附著在尾椎的末端;骨板扁平,朝著兩側(cè)延展,呈三角形。

        這一全新的“武器”擴(kuò)展了尾巴武器的“武器庫”。劍龍的骨刺、甲龍的尾錘,再加上覆尾龍的“黑曜石鋸劍”,這暗示著我們,裝甲形類恐龍很有可能在尾部“武器化”方面擁有獨(dú)特的演化邏輯。

        也許隨著古生物學(xué)家的不斷發(fā)現(xiàn),在不久的將來,會(huì)有越來越多的“武器”收入庫中,我們將有機(jī)會(huì)更為全面地了解多姿多彩尾巴武器的演化模式。

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