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Sep. 29 2013

白堊紀巨獸,霸王龍,讓路!

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    白堊紀巨獸,霸王龍,讓路!

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霸王龍,讓路!棘龍才是地球史上最大、最凶惡的肉食動物。

 

撰文:湯姆.穆勒 Tom Mueller

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攝影:麥克.海特維爾 Mike Hettwer

 

2013年3月3日傍晚,年輕的古生物學家尼札爾.伊布拉希姆坐在摩洛哥艾爾弗德鎮的一家街邊咖啡館內,看著日光逐漸消逝,心頭也愈來愈絕望。伊布拉希姆和兩名同事在三天前來到艾爾弗德,為的是尋找一名能夠為他們解謎的男子。伊布拉希姆想找的這個人是個「挖掘者」――也就是專門把東西賣給店家和交易商的當地化石獵人。他最珍貴的收穫中,有一批來自卡姆卡姆地層的恐龍骨頭。這個地層是一片250公里長的懸崖,裡面的沉積物可追溯到1億至9400萬年前的白堊紀中期。三個科學家在艾爾貝佳村附近的挖掘現場找了幾天之後,轉而到城鎮的街道上晃蕩,希望能和這名男子不期而遇。最後,疲憊又沮喪的他們進了一家咖啡店,一邊喝薄荷茶一邊哀嘆。「我所有的夢想似乎都在消逝中,」伊布拉希姆回憶道。

 

伊布拉希姆的夢想和另一名100年前就冒險進入沙漠的古生物家的夢想密不可分。1910至1914年間,一位來自德國巴伐利亞、名叫恩斯特.斯特莫的貴族,曾多次和團隊一起深入埃及的撒哈拉沙漠地區,此地位於一個古老河流系統的東緣,而卡姆卡姆地層就在其西緣。斯特莫找到了大約45個不同的分類群,有恐龍、鱷魚、龜類和魚類。他的挖掘成果中有兩具不完整的骨架,屬於一種令人稱奇的新恐龍,是一種巨型捕食者,頷骨有1公尺長,一顆顆圓錐狀的牙齒交錯咬合。然而這種恐龍最異乎尋常的特徵,是背上1.7公尺高的帆狀構造,由獨特的硬棘支撐著。斯特莫將這種新的恐龍命名為埃及棘龍(Spinosaurus aegyptiacus)。

 

斯特莫的挖掘成果在慕尼黑市中心的巴伐利亞邦立古生物暨地質博物館盛大展出,讓他聲名大噪。二次大戰期間,他拼命設法將這批收藏帶離慕尼黑。但博物館館長拒絕了。館長是個狂熱的納粹分子,早已看斯特莫不順眼,因為斯特莫曾直言不諱地批評納粹政權。1944年4月,博物館和斯特莫大部分的化石收藏都毀於一場同盟國的空襲。棘龍化石灰飛煙滅,只剩下田野筆記、素描與棕色調的照片。

 

在柏林長大的伊布拉希姆第一次認識斯特莫那外型怪異的龐然巨物,是因為看了一本德文的恐龍童書。從那天起,他就迷上了恐龍。他參觀了德國各地的古生物收藏,累積了數量驚人的模型與鑄模化石複製品。

 

修習古生物學時,他再次接觸到斯特莫的研究。「他的研究博大精深得不可思議,因此我受到激發,覺得自己的研究也該具有企圖心,」他說。伊布拉希姆的博士論文長達836頁,完整描述了卡姆卡姆地層的化石記錄。

 

為了博士論文的田野工作,伊布拉希姆數度造訪艾爾弗德。2008年,伊布拉希姆26歲的時候,一名貝都因人拿了一個紙箱給他看,裡頭有四塊外觀獨特、略帶紫色的石頭,夾雜著黃色的沉積物。從石頭裡突出來的東西,看上去很像是一副恐龍的前肢骨,此外還有一塊扁平的骨頭,橫切面呈不尋常的乳白色。和所有被人從周圍的地質環境中魯莽挖出的化石一樣,這些骨頭的科學價值讓人存疑。但伊布拉希姆還是出價買下它們,心想它們可能有點用處。

 

隔年,造訪義大利米蘭的自然史博物館時,伊布拉希姆才了解到這幾件化石可能具有的重大意義。研究員克里斯提安諾.達爾薩索和西蒙內.馬加努可給他看了一具他們不久前才從化石商人手中取得的不完整骨架,屬於某種大型恐龍。這件標本被攤在地下室的桌子上。伊布拉希姆驚訝不已。這顯然是一隻棘龍,而且比恩斯特.斯特莫那批不復存在的標本完整得多。達爾薩索和馬加努可告訴他,那名商人認為這個化石是在艾爾貝佳附近一個名叫阿弗多恩夏夫特的遺址出土的。骨骼還包覆在周圍的岩石裡,那是一種略呈紫色、帶有黃色條紋的砂岩。伊布拉希姆抬起一根棘刺,結果看到了似曾相識的白色橫切面。

「我意識到我在艾爾弗德買的那些骨骼化石一定屬於棘龍——那塊奇怪的扁平骨骼就是背棘的一部分,」伊布拉希姆回憶道。接著他還想到,艾爾弗德那幾塊零碎的化石和米蘭這個巨大的標本,搞不好就屬於同一隻恐龍。若真如此,且他若能找到化石出土的確切地點,那麼這些化石就可能成為某種解密的金鑰,讓我們得以了解棘龍和牠們生活的世界。

 

但要找到地方,他得先找到那位貝都因人。

「我不知道他的名字,只記得他有鬍子、身穿白衣。但摩洛哥這樣的人多的是,」他說。

 

因此伊布拉希姆在2013年3月回到艾爾弗德。他和卡薩布蘭加哈桑二世大學的薩米爾.佐利與英國普玆茅斯大學的大衛.馬提爾一起造訪了幾個挖掘地點。但似乎沒有人認得伊布拉希姆手中棘龍化石的照片,也沒有人能從他模糊的描述中猜出這位貝都因人是誰。最後一天,在艾爾弗德的街上搜尋過一陣之後,三人終於放棄,跌坐在咖啡館中。

 

當他們坐在那兒呆呆看著往來行人時,有個留鬍子、穿白衣的男子走過。伊布拉希姆和佐利立刻跳起來追過去。就是他沒錯。他證實自己曾辛辛苦苦花兩個月時間把那些骨頭從岩石表面鑿下來,先挖出之前賣給伊布拉希姆的那幾塊,接著又在山坡更深處找到更多,並以1萬4000美元的價格賣給了一位義大利化石交易商。但當他們詢問男子是否能帶他們到挖掘地點時,男子一開始並不願意。伊布拉希姆向男子解釋:知道出土地點至關重要,而且這些知識有朝一日將能幫助這隻恐龍重返摩洛哥,成為卡薩布蘭加一批博物館新藏品的成員。

「好吧,我帶你們去,」貝都因人說。

 

開著他們那台破破爛爛的Land Rover穿過艾爾弗德北方的棕櫚園之後,三人跟隨男子走過一條乾谷,再爬上一座陡峭的懸崖。周圍峭壁的地層顯示,在1億年前,曾經有蜿蜒的大河從這裡流過。

 

最後他們來到一片曾經是河岸的山坡上,面前有一個大洞。

「就是那裡,」貝都因人說。

 

伊布拉希姆爬了進去,注意到洞壁是帶有黃色條紋、略呈紫色的砂岩。

對恩斯特.斯特莫來說,棘龍是他一輩子的難解之謎。他花了幾十年時間試圖從探險隊挖到的兩副殘缺的骨架來了解這種奇怪的生物。他先是推測,那些長長的髓棘可能是用來支撐像美洲野牛那樣的肩部隆起,接著又猜想它們可能是背部帆狀構造的一部分,就像某些現代蜥蜴或變色龍的背帆。他注意到棘龍的頜骨很窄,這在捕食性恐龍中是絕無僅有的。牙齒也一樣——大多數肉食性獸腳類都擁有刀片般的鋸齒狀牙齒,但棘龍的牙齒卻是光滑的錐形,跟鱷魚很像。斯特莫顯然很困惑,可能還有點挫折,他得出這樣的結論:這種動物「高度特化」,但他沒有交代是為了適應什麼而特化。

 

棘龍其實是個更大謎團的一部分。這個謎團有時被稱為「斯特莫之謎」,斯特莫最早察覺到它的存在,是在他研究北非化石的時候。不論是古代還是現代,幾乎在所有的生態系中,草食動物的數量都遠遠多過肉食動物。但在非洲大陸北緣,從斯特莫位於東邊的埃及挖掘地點一直到西邊摩洛哥的卡姆卡姆地層,化石記錄卻是恰恰相反。事實上,這個地區有過三種大型肉食恐龍:行動敏捷、體長12公尺的巴哈利亞龍;體長12公尺、可謂「非洲霸王龍」的鯊齒龍;以及牠們當中可能最大、鐵定最奇怪的棘龍。斯特莫猜測,當地應該也有大型草食動物存在(否則這些肉食動物要吃什麼呢?)只是牠們還沒有多少化石被挖掘出來而已。其他科學家則認為,這種肉食動物多於草食動物的矛盾狀況只是採樣上的錯誤,又或者是因為化石獵人偏好選擇壯觀的大型肉食恐龍化石,因為能賣到比較好的價錢。

 

既然有了一個新的棘龍化石,也知道了它的確切出土地點,尼札爾.伊布拉希姆就有望替斯特莫之謎找到更令人滿意的答案了。然而乍看之下,這批新化石卻讓人對這種動物更感困惑。首先,背棘的表面很平滑,意思是它們不太可能支撐太多像肉峰那樣的軟組織。棘上可供血管通過的通道很少,因此也不太可能像其他研究員推測的那樣具有調節體溫的功能。肋骨也都很緻密,彎曲弧度高,使牠們的軀幹呈不尋常的桶狀。脖子很長,顱骨很大。但頜骨卻是令人意外地修長,古怪拱起的吻部尖端還有許多小凹洞。前肢與胸帶龐大笨重,但後肢卻是不成比例的短小纖細。

 

「棘龍的上半身重得不成比例,」芝加哥大學古生物學家保羅.瑟雷諾說,他是伊布拉希姆博士後研究的指導教授。「棘龍就像短吻鱷和樹懶的混和體。」

伊布拉希姆的研究室牆上掛了一張實物大小的棘龍頭骨照片,他經常盯著它瞧。「我試著想像出所有的骨骼、肌肉、結締組織、一切的一切。有時那個影像會浮現一下,但接著就消失無蹤,有如海市蜃樓。我的大腦不太有辦法計算出這麼複雜的東西。」

 

但電腦也許可以。伊布拉希姆和米蘭自然史博物館的西蒙內.馬加努可以及芝加哥大學的化石處理師與古生物畫家泰勒.凱勒一起合作,著手為棘龍進行數位重建。他們在芝加哥大學醫學中心與米蘭的馬焦雷綜合醫院以電腦斷層攝影技術掃描了每一塊棘龍化石標本,然後再掃描米蘭、巴黎和其他地方的博物館標本照片,此外也運用斯特莫的照片與素描的數位影像,一步步把其他的身體部位加上去。凱勒是數位建模軟體ZBrush的專家,他參考其他棘龍科恐龍(例如似鱷龍和重爪龍)身上相應部位的掃描檔案,用程式中的「數位黏土」雕塑出缺失的骨骼。他們千辛萬苦雕塑出模型上的83塊脊椎並排好間距,最後認定成年棘龍從鼻尖到尾巴的長度為15公尺。之前就有人提出,棘龍是地球史上體型最大的肉食動物。這份研究結果證實了這一點。(最大的霸王龍自頭至尾的身長為12.3公尺。)

 

接著他們再用數位技術為骨架添上肌肉皮膚、製作出動態模型,藉此估計這種動物的重心和身體質量,以更加了解其運動方式。他們得到一個重要的分析結果:其他所有的捕食性恐龍都是用後肢行走,但棘龍不一樣,牠們可能是機能性的四足動物,行走時也會動用到帶有爪子的前肢。

 

然而,一直要到伊布拉希姆和同事從一個全新的角度看待棘龍之後,這種動物的怪異之處才開始真正顯現出它的道理:這是一種大部分時間都在水中活動的恐龍。棘龍的鼻孔位置很高,靠近眼睛,因此大半個頭顱都潛在水中時也能呼吸。桶狀的身軀讓人聯想到海豚和鯨魚,緻密的肋骨和長骨則和海牛非常相似。若是用來行走,棘龍後肢的比例非常怪異,但用來划水倒是再適合不過,且如果真的如研究人員所推測,牠們寬大後腳上扁平的爪子之間像鴨子那樣以蹼相連,就更適合划水了。牠細長的頷部以及鱷魚般的平滑錐狀牙齒都非常有利於捕魚,而牠吻部上那些在長吻鱷及短吻鱷身上也能看到的小洞,裡頭可能有壓力感測器,能在混濁的水中偵測獵物。在伊布拉希姆的想像中,棘龍的身體前傾,用狹長的吻部抓魚。

 

這種將棘龍視為水生恐龍的新觀點,為斯特莫之謎找到了一個可能的答案。棘龍葬身的這條河流是一個巨大河系中的諸多大型水道之一,這個河系在白堊紀占據了北非的大部分地區。如果說這裡的肉食動物體型龐大,那麼水生生物也不遑多讓,卡姆卡姆地層的沉積物裡多的是牠們的遺骸:有4公尺長的肺魚、2.5公尺長的腔棘魚、7.5公尺長的鋸鱝,還有同樣是特大號的烏龜。即使是最龐大的捕食者,這些動物也夠牠們吃了,因此不需要數量龐大的草食動物,食物網也能保持平衡。

 

當伊布拉希姆看見數位恐龍計畫的最終成品時,他有如受到當頭棒喝般領悟到這一切。團隊根據電腦模型、也借助了3D印表機,用高密度聚苯乙烯發泡體製作出一個真實大小的棘龍骨架。這個骨架陳設時展現的是游泳的姿勢,伊布拉希姆認為這種恐龍可能80%的時間都處於這樣的狀態。「我真希望恩斯特.斯特莫能親眼看到這個模型,因為它呈現出棘龍是多麼特化的游泳高手。他一定會微笑的。」

OCT. 2022

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