恐龙何如“制恐龙”呢?谜底或者让你大吃一惊

  合于恐龙的谜题许众,个中一个便是,“制恐龙运动”终归是奈何举办的?恐龙正在称霸地球的1亿6000万年间相信资历过众数次的交配,怜惜举动、器官都难以保管成化石,是以平素是古生物学钻探上少为人剖析的一个地域。而合于这方面的题目,平素都相等耐人寻味。

  譬喻,康康这只恐龙。剑龙科的钉状龙(Kentrosaurus),背着这一身刺要奈何切近呢?正在这篇著作中,我会带专家寻找一种(或许的)谜底。

  图片:Sebastian Wallroth / Wikimedia Commons

  最基础的“恐龙有没有丁丁”这个题目,至今都还没有最直接的化石证据,终归这些软结构正在恐龙死掉之后很速就会解析、溃烂。

  固然没有丁丁的化石,但古生物学家能够旁观现存有亲缘干系的生物,来臆想恐龙的生殖组织。现生的四足动物,也便是两栖类、匍匐类、鸟类和哺乳类,除了比力提高的哺乳类以外,生殖和分泌都是通过一个称为“泄殖腔(Cloaca)”的简单启齿。因为这个器官广大存正在,乃至原始的哺乳类如鸭嘴兽也有,恐龙毫无疑义也有这个构制。雌性爬举措物会通过泄殖腔来接纳雄性的精子,而雄性通过什么构制来让精子传得更远、更准,则是另一门知识。

  鸟类的泄殖腔。图片:Arend Vermazeren / Wikimedia Commons

  并非一共的爬举措物都有丁丁,比方现生爬举措物中最原始的喙头蜥(Sphenodon spp.)就没有丁丁,但除了这些原始的品种外,现生的蜥蜴、蛇、鳄鱼等爬举措物都依旧有丁丁的,往常内收正在泄殖腔内,比及必要时就弹射而出。

  起首来看蜥蜴和蛇,它们的丁丁有两根,被称为“半阴茎(hemipenis)”,正在交配时平常一次只会插入一根,射完后停息一下再插入另一根。那恐龙是否有这种酷炫的组织呢?谜底本来是否认的,由于恐龙和蜥蜴的亲缘干系比力远,是以更该当参考和其亲缘干系比来的鳄鱼和鸟类。

  响尾蛇的半阴茎。图片:Tess Thornton / Wikimedia Commons

  分歧于蜥蜴和蛇,鳄鱼具有简单的丁丁,往常固然也收正在泄殖腔之中,然而依照近年的极少钻探涌现,它们永远维系勃起形态,这能够让它们正在交配时丁丁能有更好的抗弯曲才华。

  而演化的另一端则是鸟类,鸟类是由兽脚类恐龙演化而来,是以该当特别有参考价钱。不外吊诡的是,有别于蜥蜴的两根半阴茎或鳄鱼的一根阴茎,大批的鸟类本来没有阴茎,交配是透过一种叫做“泄殖腔接吻”的形式,也便是雄性将我方的泄殖腔瞄准雌性的传送精子。到这里就比力繁难了,一端是鳄鱼有丁丁、另一端是鸟类没丁丁,难不行恐龙的丁丁是介于有和没有之间的薛定谔形态?

  但还好,并非一共的鸟类都没有丁丁,鸵鸟和鸭子及其至亲就有简单的阴茎。而透过亲缘干系钻探也能涌现,这些都是比力原始的鸟类类群,是以能够臆想,鸟类失落它或许是和后期的遨游特化相合,而先人该当是有的。同理,身为鸟类先人的恐龙,特别或许和鳄鱼及原始鸟类雷同,具有简单丁丁。

  南美硬尾鸭(Oxyura vittata)的生殖器。图片:Jennifer Fox et al. / Nature (2001)

  那治理了恐龙有没有丁丁的题目后,咱们能否通过旁观现生物种,来臆想恐龙的交配体位呢?

  这方面的钻探尤其清贫,由于和恐龙亲缘干系逼近的动物们都有点独特。先来说说鸟类,前面说过大批鸟类仍然没有丁丁,乃至有些鸟类能够边飞边交配,整体经过行云流水不到一秒就完事。而鸵鸟和鸭子固然有阴茎,但它们不像恐龙有一根又粗又大的尾巴,是以参考价钱有限。鳄鱼则和恐龙同样有大尾巴,然而它们是趴正在地上的,和恐龙直立的站姿也分歧,加上鳄鱼首要都是正在水中交配,是以也不行直接套用正在恐龙身上。

  这些至亲都不太靠谱,思要钻探恐龙的体位除了参考这两者除外,还要连结大型蜥蜴、大型哺乳动物如犀牛、大象等,乃至袋鼠等等,再配合电脑模仿模子,才有或许还原出到底。

  最早相合恐龙交配体位的假思,是1975年一位叫做霍尔斯特德(Halstead)的学者提出的。不外碍于当时的认知,他以为恐龙和鸟类雷同没有丁丁,采纳泄殖腔接吻的办法。他提出雄性恐龙会将尾巴围绕正在雌性恐龙的尾巴上,以此将尾巴移到不碍事的地方,前肢骑到雌性的肩膀上,然后一条腿踩地,另一条跨到雌恐龙背上,两边瞄准泄殖腔并发液。这个状貌和咱们现正在臆想的大批恐龙的交配状貌差不了太众,分歧的地方是,雄性恐龙本来该当有丁丁,并且大部门恐龙的尾巴该当是坚硬的,无法生动地围绕。

  经典的“恐龙状貌”。图片:Timothy E. Isles / Historical Biology (2009)

  这种状貌逼近于当代可旁观到的鳄鱼、巨蜥,他们也都是一条腿跨正在对方的背上,如许从侧边进入雌性的泄殖腔。因为恐龙的站姿和鳄鱼等也不太雷同,是以臆想极少四足且体型较大的雌性恐龙,也或许会用相同猫科动物的状貌:雌性趴正在前面,等候雄性跨坐上来并插入。

  这种“单脚骑乘”的体位,要是是大型恐龙的话,雄性恐龙的体重会不会让雌恐龙担当过重骨折呢?依照极少力学的理解能够涌现,生物熟手走时就要承受两倍掌握的体重,跑步等激烈行为时的担当更大,是以科学家们以为,只须一只恐龙可能走道,要让另一只恐龙骑到我方背上就没题目。也便是说,不研究蜥脚类(长脖子、长尾巴的植食性恐龙,这个类群是地球史上最大的陆灵活物)云云的特大型类群的话,这种体位能够通用于大批品种的恐龙中。现今的犀牛或大象都能让另一半骑正在我方身上交配,是以体型差不众的三角龙、鸭嘴龙等该当也不是题目。

  鸭嘴龙类的扇冠大天鹅龙(Olorotitan arharensis)和角龙类的戟龙(Styracosaurus albertensis)也能用这种主意完事。图片:Timothy E. Isles / Historical Biology (2009)

  虽说“压力”还正在恐龙能够承受的限制,但也并非满有把握。加拿大阿尔伯塔省涌现的鸭嘴龙类化石,有些尾椎上的突起有受伤愈合的构制,是以也有学者臆想这或许是雄性鸭嘴龙骑上去时运动过于激烈压断的。这些都算easy形式,但要是碰到巨型蜥脚类那种庞大无比的体型或是剑龙那种背上长着的“利器”,“守旧”办法真的行得通吗?

  剑龙类最出名的便是它们背上的两排骨板,这或许是用来求偶揭示、防御或是调整体温的,固然看上去威势赫赫,交配时却会造成宏伟的妨害。

  曾有学者以为,剑龙的交配或许是雄性将前肢搭正在雌性后臀的骨板上,站起来从后方进入。但这个状貌的题目是隔断过长,是以除非剑龙的丁丁大得惊人,不然无法杀青。而那么大的丁丁要是没有骨质等组织支柱的话,或许也站不起来,是以正在没有找到这根组织的状况下,这种假说并不太被学界采取。也许有人会以为能够参考豪猪或刺猬,但底细是,剑龙的身体构制以及背上的骨板的陈设无法杀青它们的交配办法,是以参考价钱不高。

  雌性刺猬会把背上的刺压低,让雄性刺猬能够爬上去,但剑龙就没有这种性能了。图片:BBC Earth / youtube

  目前合于剑龙类的交配办法还没有定论,但比力主流的说法是雌性剑龙侧躺正在地上,雄性剑龙将前肢搭正在她的腰臀部上,云云不必特地惊人的尺寸,也可能着泄殖腔。这种体位被以为对棘龙、豪勇龙(Ouranosaurus)等背上有修饰物的恐龙也行得通。

  但正在前面提到的钉状龙身上,这种状貌就没主意收效了,由于它们下半身的骨板全都是锐利的棘刺状,或许一不小心就把雄性“断子绝孙”。过程众方电脑及模子的模仿,目前以为它们采纳的或许是背对背的办法,剑龙类的前肢比力短,雌性还能趴下藉此让泄殖腔更好地露出出来。

  具有“平淡”骨板的剑龙和身背“刀山”的钉状龙,用分歧的状貌来到达切近的目标。图片:Timothy E. Isles / Historical Biology (2009)

  终末是陆灵活物中体型最为宏大的蜥脚类恐龙。依照目前的钻探,它们要是用守旧“单脚骑乘”的状貌的话,会有一系列题目:如雌性恐龙前肢能否支柱、雄性恐龙是否真的有主意只用后脚站起来、上面的雄性心脏是否足够壮大能给高处的头顶供血、这种状貌两者泄殖腔的隔断还很遥远等等,也便是说,巨型蜥脚类恐龙很难实行守旧的状貌。

  现正在首要有两种假说,一种是以为巨型恐龙长到这么大的时辰,本来仍然老到不太交配了,是以它们只正在体型还能担当的年青岁月,用“单脚骑乘”办法交配(太胖会影响性福生存?)。另一种则是“猛龙戏水”形式,亦即正在水中交配。

  过去人们以为,这些巨型恐龙要是真的呆正在水里,水压会把它们的肺压到基础无法呼吸,但2003年的一项运用电脑模仿的钻探却涌现,要是水只到这些恐龙的肩高的话,骨骼的空腔能让它们后半身浮起来并用前肢行走,呼吸也能保持平常。目前也正在众地涌现过只要前肢脚迹的行踪化石,这也注明了这些巨型蜥脚类恐龙是能渡水泅水的。是以有学者以为,巨型恐龙也是行使水的浮力来交配的。

  腕龙(Brachiosaurus)“猛龙戏水”的收复图。图片:Timothy E. Isles / Historical Biology (2009)

  看待“恐龙运动”的钻探,连结了现灵活物比力,动物举动学以及电脑模仿技能,但很怜惜的是,目前还缺乏最直接的证据,比方恐龙正在交配时的行踪化石乃至骨骼化石,或者恐龙生殖器的化石。但这不代外这些东西不或许被涌现,2014年就有学者发布了古动物生殖器化石的钻探,这个器官来自3.85亿年前泥盆纪的一种古鱼类(Microbrachius dicki)。也许尤其惊人的证据,正尘封于某个岩层之下。