25年前,美国著名导演斯皮尔伯格执导了一部科幻冒险片《侏罗纪公园》,里面出现的霸王龙是一头直立的巨型猛兽。但到2015年,上映的《侏罗纪世界1》(即《侏罗纪公园》系列的第四部影片)中,霸王龙几乎变成了“直不起腰”的爬行动物;《侏罗纪公园》里出现过的迅猛龙(即伶盗龙),原来的外形也已被彻底推翻,变成了如今毛绒绒的样子。
图:荧幕上的伶盗龙
图:伶盗龙真实的样子
对于现代人类而言,化石是已灭绝的恐龙存活过的唯一证据,也是人类认识恐龙的起点。随着越来越多化石被发掘出来,以及科学技术手段的不断发展完善,人们对于恐龙的认识也越来越接近真实的样子。
恐龙到底长什么样?
在影视作品中让恐龙“复活”并不是件太难的事,因为科幻可以有很大的想象空间。但要想在现实生活中复原一只恐龙,究竟应该从哪里开始呢?唯一的线索就是化石。
早期发掘出来的恐龙化石并不完整,有些形态尚难以辨认。每当新的化石出现,原有对恐龙的认知就会经历反复争论、辩驳和更新。
就拿霸王龙(暴龙属)来说,最早对于它姿态的推测是身体直立、头部扬起、尾巴垂地的模样。后来随着新的化石证据出现,暴龙被推测为腿部较细,不足以在直立状态下支撑起庞大的身躯,而且它的头部很大,奔跑时必须依靠尾巴才能保持平衡,因此尾巴和躯干基本处于水平位置,而不是尾巴垂地的样子。
图:霸王龙(暴龙)逐渐弯下了“腰”
再比如,梁龙和马门溪龙都有长长的脖子,但当年出土的马门溪龙化石没有头骨,因此科学家们暂且给它安上了梁龙的头。后来,在四川、新疆都发现了马门溪龙的头骨,表明它的头更接近盘足龙——我国发现的第一种蜥脚类恐龙(化石完整度较高),于是梁龙的脑袋又被还了回去。
中国是世界上发掘恐龙化石数量和种类最多的国家,随着越来越多的化石证据被发现,我们对恐龙的了解也越来越清晰。
如何复原恐龙的颜色?
恐龙颜色的复原,一直是困扰科学家的一大难题。不过近年来,化石中保存的色素粒形状,为断定恐龙的颜色打开了一扇科学之门。
以往对恐龙颜色进行复原,通常是根据环境色彩、相近现生动物毛色、食性等进行推测,但都缺乏直接有力的证据支持。2006年开始,科学家对一只近鸟龙体色的复原,则提供了一种更令人信服的科学复原方法。
图:近鸟龙
研究人员通过显微镜观察到,两亿年前的乌贼化石样本中的色素粒与现生乌贼样本中的色素粒一模一样。那么,其他化石中的色素粒是不是也可以保留下来?
经研究发现,羽毛化石保留了黑色素体的形态,这些含黑色素的细胞器,是决定颜色的关键因素。一只1.6亿年前的赫氏近鸟龙的化石标本被放大一万倍后,研究人员发现了很多不同形状的黑色素体,有球状、香肠状,以及介于两者之间的扁球状。
图:中华龙鸟
研究人员将这些独一无二的黑色素体与现生鸟类羽毛色彩资料库比对,通过对黑色素体大小、形状、密度和分布等因素的分析,证实了上述三种形状的黑色素体分别对应红褐色、黑色和灰色。然后,再将色彩和所属部位对应起来,从而复原了近鸟龙身上的色彩图样,包括脸上的斑纹、臂羽的条纹、腿上的斑点。最令人惊喜的是,近鸟龙的头部羽毛是红褐色的,研究人员推测,这种鲜艳的颜色可能起到主权展示、求偶的作用。
2017年10月底,科学家通过对比包含在中华龙鸟羽毛化石和现生鸟类羽毛中的色素体,重建了中华龙鸟的羽毛颜色和细节信息,构建了三维模型,显示出中华龙鸟有着一条像浣熊一样带斑纹的尾巴,同时腹部的毛色呈浅色。
长着羽毛的恐龙?
过去十多年中,中国出土了大量长羽毛的恐龙化石,颠覆了古生物学界长期以来对恐龙的认知。不管你能否想象,霸王龙长羽毛的消息早已传遍了古生物学界,登上著名学术期刊《自然》的封面。
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所著名古生物学家徐星和他的学生等人,在辽西热河生物群的考古发掘中,发现了具有完好羽毛痕迹的恐龙化石,并将这种新恐龙命名为华丽羽暴龙。
图:华丽羽暴龙
羽暴龙是一种早期暴龙类,是迄今发现的体型最大的带羽毛恐龙。从化石标本可以看到,它的羽毛不仅在尾部出现,在它的前肢、颈部、腰带部位和后肢上,都发现有丝状羽毛的印痕。这些羽毛平均长度为15厘米,最长之处有20厘米。羽暴龙身上的羽毛只是非常简单的丝状物,类似于小鸡身上的绒毛。
华丽羽暴龙的发现,首次证实在大型恐龙,特别是暴龙类恐龙身上也存在羽毛。古生物学家推测,羽暴龙之所以会长羽毛,可能与白垩纪早期的气候有关。通过对恐龙牙齿中氧同位素的分析推测,羽暴龙生活的我国辽西地区,在早白垩纪时期以温带气候为主,冬天十分寒冷,而羽毛能够帮助它们御寒。这与生活在冰河时代的猛犸象身上长满长毛的原因类似。
与此同时,世界各地的化石证据也倾向于证明,长羽毛的情况在恐龙家族中普遍存在。最典型的莫过于伶盗龙(即电影《侏罗纪公园》中的迅猛龙),原来的外形已经完全被推翻(文头图)。