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Jan. 13 2020

這些精瘦的掠食性恐龍其實是「青年」霸王龍!

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  • 應屬霸王龍(Tyrannosaurus rex)亞成體的化石顯示這種牙可碎骨的龐然大物在十多歲時是配備著似刃利齒、精瘦而敏捷的掠食者。 ILLUSTRATION BY JULIUS T. CSOTONYI

針對化石腿骨的詳盡分析也顯示這種代表性恐龍在食物稀缺時會採取耐人尋味的生存策略。

應屬霸王龍(Tyrannosaurus rex)亞成體的化石顯示這種牙可碎骨的龐然大物在十多歲時是配備著似刃利齒、精瘦而敏捷的掠食者。 ILLUSTRATION BY JULIUS T. CSOTONYI

應屬霸王龍(Tyrannosaurus rex)亞成體的化石顯示這種牙可碎骨的龐然大物在十多歲時是配備著似刃利齒、精瘦而敏捷的掠食者。 ILLUSTRATION BY JULIUS T. CSOTONYI

6600萬年前,北美洲西部土地在霸王龍(Tyrannosaurus rex)的腳步下顫抖。不過雖然該區白堊紀岩層取出了豐富的霸王龍遺骸,科學家對於這種知名恐龍如何從幼雛長成龐大掠食者的過程所知線索甚少──直到現在為止。

研究人員在1月出刊的《科學進展》(Science Advances)期刊上揭露了暴龍科亞成體骨骼剖面的震撼性詳盡分析。結果顯示,霸王龍的生長速率在不同年齡階段有所差異,而且這些掠食性恐龍在食物短缺時似乎能延緩生長,此舉可能讓牠們在演化上占有優勢。

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這篇研究更進一步對矮暴龍(Nanotyrannus)的存在提出質疑,這是一種有爭議的「侏儒」暴龍科成員,據稱在霸王龍周遭生活。1980年代,古生物學家檢視過一組較小且較纖細的肉食動物,得出的結論稱這些白堊紀化石屬於自己一個獨特的暴龍科物種。然而,後續的研究卻讓大多數專家同意矮暴龍化石的正確分類應該是霸王龍亞成體。

↑↑↑↑↑101科學教室:化石

這項新研究首次為據信為矮暴龍的骨頭提供了小規模結構上的明確數據,確認了兩隻矮暴龍候選人的化石事實上是亞成體。所以,要不是成年矮暴龍尚未出土──就是矮暴龍其實是青少年的霸王龍。如果是後者,這些化石能讓我們難得地窺見這種代表性恐龍生命中一個重要的發展階段。

「關於恐龍,我們還有很多要學的,甚至像霸王龍這麼出名的恐龍也是,」研究第一作者荷莉.伍德沃德(Holly Woodward)說道,他是奧克拉荷馬州立大學(Oklahoma State University)健康科學中心(Center for Health Sciences)的古生物學家。「我們對牠的生命史依然所知甚少:牠是怎麼從蛋中幼雛長成9000公斤巨獸的。」

「化石獨角獸」

先前關於成年霸王龍的研究顯示這種恐龍在20多歲的時候會長成巨大的體型。在2004年兩篇具影響力的論文中,學者認為牠在十多歲的時期會經歷跳躍性的成長,平均一天增加2.3公斤。但是分析較年長的霸王龍並不能提供故事的完整圖像。骨骼在生長過程中會不斷再生,於是逐步抹去童年長出的骨頭。

「我們知道(霸王龍)必須以很快的速度生長,才能從可能不比鴿子大的幼雛長成比公車還大的成體,但是我們對於牠們在十幾歲時如何成長卻所知不多,」史蒂夫.布魯薩特(Steve Brusatte)在電子郵件中說道,他是愛丁堡大學(University of Edinburgh)的古生物學家,也是本篇研究審稿人。

說到伍德沃德,他兒時對顯微鏡著迷,長大後因而研究恐龍骨骼中保存的微小結構。在這個研究中,伍德沃德和他的團隊聚焦在兩副從美國蒙大拿州發現後存放在伊利諾州伯比自然歷史博物館(Burpee Museum of Natural History)內的標本。其中一副標本叫做珍(Jane),是一具約6.4公尺長,近乎完整的暴龍科化石。另一副化石沒有名字,牠相較不完整但是體型可能比珍更大。

研究團隊首先從兩隻個體的腿骨上取出薄片,然後將薄片包裹在塑膠樹脂中。接著他們再取出更細薄片並且將之磨成人類頭髮的粗細──細到讓光能穿透化石骨頭。伍德沃德為了找出隱藏的細節而仔細檢驗過這些半透明的小薄片。保存完好的血管痕跡能顯示滋養骨頭的血量,而血量代表骨骼的生長速率。骨頭的結構組織之中也有線索:骨頭的礦物質看起來愈沒有組織,骨骼就長得愈快。

骨骼就像樹的年輪一樣會保存每年的變化。在天氣美好溫暖的月份裡,這些動物傾向快速成長。在匱乏的冬日裡,生長會停滯三至六個月,並留下明顯的環。

兩隻個體的骨頭都有著紊亂的纖維且蔓延著血管,顯示這兩隻動物死亡之際骨頭都在快速生長。更甚者,這些骨頭沒有成體骨骼的線環特徵,確認了這兩副化石屬於亞成體。對研究團隊而言,這只是補充了這些遺骸最有可能是霸王龍的證據。

「這個研究讓矮暴龍再度承受了致命的一擊。我認該是時候埋葬牠了,」布魯薩特說。「雖然我還懷抱著找到矮暴龍成體的希望,但是此刻我會說這大概就像從同一個岩層中找出真的獨角獸化石一樣。」

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伍德沃德的團隊根據生長環的數量推估這兩隻個體死亡時至少有13至15歲。除此之外,團隊發現這兩隻個體每年的生長速率擺動的幅度都相當大,原因可能是食物的稀缺性起落。

「這表示如果某年沒有足夠資源,你不必挨餓等死,頂多就是不長大而已,」伍德沃德說道。在保存了霸王龍化石的同一岩層中,考古學家沒有找到多少其他中型到大型的肉食動物,顯示其他掠食者可能不具備那麼適合在這個生態系存活的條件,他補充道。「或許這個策略對霸王龍來說真的很好用。」

若往更遠的方向看,伍德沃德在為更大範圍的暴龍科生長研究增添資料,以確認是否可能以破碎的化石紀錄為根據來為這種恐龍的生長模式建立模型。他也急切地想對伯比博物館的這些特殊暴龍科遺骸進行更多分析。

舉例來說,他們的研究顯示這兩副標本其中之一可能保存了髓質骨(medullary bone),這是只有待產中的雌性才會有的骨骼。這個發現將需要以後續化學分析確認。

「我認為還有這麼多東西可學習是件很棒的事情,」他說。「我記得成長過程中讀著各種恐龍書籍然後心想,天啊,我真的很想研究恐龍,但是等我夠大了,就沒剩什麼可以研究了。我很開心當時想的是錯的。」

 

延伸閱讀:世界上最大的霸王龍現身了! / 來自加拿大的完美化石宛如沉睡中的「石中龍」

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