新研究宣稱,雖然棘龍和水關聯緊密,但是牠可能天生不適合潛入水中抓魚。

真實大小的埃及棘龍(Spinosaurus aegyptiacus)骨骸模型,牠是目前發現最大的肉食恐龍。PHOTOGRAPH BY REBECCA HALE

大約1億年前,一種身長約15公尺的恐龍曾逡巡於遠古摩洛哥的海岸線,並以牠鱷魚般的頭顱捕食魚和其他動物。不過科學家為了這種名為埃及棘龍(Spinosaurus aegyptiacus)的掠食動物究竟如何在水中捕食而爭論不休。

2014年,國家地理新興探險家(National Geographic Emerging Explorer)尼查.伊布拉希姆(Nizar Ibrahim)在一篇造成轟動的論文中主張棘龍大部分時間都待在水裡。也許牠能靠游泳——或甚至潛水——捕獵水生生物,而且也是第一種已知有此行為的恐龍。然而現在卻有一篇新研究宣稱,雖然棘龍喜愛吃魚,但牠可能根本不大會游泳。

這篇在8月中旬發表於《PeerJ》科學期刊上的分析使用電腦模擬來推斷這種生物如何漂浮。結果顯示,棘龍的浮力太大,無法輕易在追逐獵物時潛入水中,而牠們有點頭重腳輕的修長體型,也讓棘龍在容易在水中側向傾倒。

「我已經指出我認為(伊布拉希姆團隊的)假說中存在的問題,如果他們無法提出新證據反駁,那他們的假說就——用我的譬喻來說——死在水中了,」唐.亨德森(Don Henderson)說,他是加拿大亞伯達省皇家蒂勒爾古生物學博物館(Royal Tyrrell Museum of Paleontology)的恐龍館長,也是新研究的作者。「若說科學會自我修正,這就是正在進行中的自我修正例子。」

雖然還不能為棘龍的「適航力」下定論,這些發現足以重啟關於已知最大肉食恐龍如何填飽肚子的議論。

「這篇研究看起來相當有說服力,並說明了棘龍並不具備特別適應水下潛行或游泳的身體形態,」馬里蘭大學(University of Maryland)古生物學家湯姆.霍茲(Tom Holtz)說,他沒有參與這項研究。

幾乎沈不下去?

先不管這種恐龍是怎麼在水中行動的,埃及棘龍和牠同屬棘龍科的親戚們仰賴水生生態系統存活。多種棘龍科的胃裡都找到過魚鱗,而這些恐龍的骨骸也都出土於曾經是海岸或河床的地區。

棘龍科的頜骨與現代吃魚的灰海鰻十分相似;這兩種動物的頜部扁而狹窄,圓錐狀利齒在口器尖端展開成花瓣般的排列,適合在晦暗的水中抓住滑溜魚類。最重要的是,棘龍科遺骸的化學印記顯示這些動物的一生有大量時間都待在水中,就像今日的鱷魚一樣。

「我們已經看到多篇令人非常興奮的論文,為棘龍的半水棲習性增添更多證據,」伊布拉希姆說,他是普茨茅斯大學(University of Portsmouth)的古生物學家。「至於這些動物如何在水中移動與獵食,那顯然是科學研究裡比較費解的部分。」

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為了體現棘龍的水中能耐,亨德森以伊布拉希姆2014年重建的骨骸為基礎,建立棘龍的3D模型。他特別關注棘龍背上的帆狀物,這片帆重達上百公斤,延伸超過1公尺高。為了驗證他的研究方法,亨德森同時為短吻鱷和皇帝企鵝建模,而這兩種動物在他的模擬中都展現和真實世界一樣的浮力。

亨德森首先想確認棘龍在漂浮時能不能讓頭部保持在水面上。他的模擬說可以,但只和包括暴龍和棘龍科重爪龍(Baryonyx)在內的其他相關恐龍差不多。他還發現棘龍應該「沉不下去」:就算考量牠較高的骨密度,或者棘龍可能會把肺中四分之三空氣吐出的情況,牠還是很難潛入水下。

亨德森的模型也顯示棘龍的質量中心位在後腳上方與後腳之間,意即牠應該適合以後肢行走。這和伊布拉希姆的發現相反,他的研究將棘龍的質量中心放得往前許多,表示這種動物走在陸地上比較自在的姿態應該是四肢著地。

話說回來,棘龍的後肢異常短小,跟他的親戚比起來,牠就像是恐龍中的臘腸狗。「無論怎麼量,牠的腿都又短又粗,」霍茲說。「棘龍並不善於四處奔跑。」

亨德森接著研究棘龍是否能在水中維持穩定。他建立了棘龍和美國短吻鱷的剖面模型,然後撞擊這兩種動物模型直到傾斜至20度角。短吻鱷的剖面模型就像一艘稍微傾斜的獨木舟,先是前後晃動,最終回復穩定。然而,棘龍的剖面模型就這麼向側面翻倒了,而且無法回正。

「今日所有的半水生動物——烏龜、海洋哺乳類——都不會輕易翻覆;牠們不用隨時奮力維持姿勢讓身體部位與水面垂直,」亨德森說。「保持身體與水面垂直並不是(棘龍的)自然姿勢。」

水岸生活

8月中旬,伊布拉希姆在電話訪談中欣然接受亨德森的研究,不過他也表達了一些疑慮。

他說其中一點在於亨德森的模型沒有以伊布拉希姆參與組織復原的棘龍骨骸為計算基準值。他補充道,為古代動物建立電腦模型就像所有古生物學研究一樣,會面臨資料來源錯誤的問題。未來的模型將受惠於增量的化石;伊布拉希姆說,古生物學家已經發現且正式紀錄了更多棘龍骨頭。

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「使用建模技術總是好的,不過我們需要更多模型,而且需要更多確實以化石為基礎的模型,」他說。「事實終究藏在骨頭裡而不是電腦裡。」

霍茲補充,棘龍也很可能處在半水生生活型態的早期演化階段。「當一項行為剛開始的時候,你的配備或許不會一次全部到齊,」他說。這些演化適應需要時間發展。

至於亨德森,他想像中的棘龍就像灰熊:是一種在淺水區出入無礙的吃魚機器。

倫敦瑪麗王后大學(Queen Mary University of London)的古生物學家大衛.洪恩(David Hone)補充道,游泳技能絕非水生生活型態的試紙。

「鷺科鳥類不大會游泳,但是他們大部分的時間都踩在及膝深的水中,蹚水遊蕩於河流邊緣,」他說。「說『半水生』或許有點勉強,不過這種動物的生態絕對是從根本上與水相繫的。」

 

撰文:Michael Greshko

編譯:石頤珊

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