恐龙繁衍之谜要到哪里找答案

付丽丽

2016年12月16日07:39  来源:科技日报
 
原标题:恐龙繁衍之谜要到哪里找答案

  随着考古发现的日益增多,恐龙,这个与我们素未谋面的2亿年前的地球霸主在人们面前逐渐变得鲜活生动起来。尽管如此,关于恐龙仍有很多待解的谜题,而恐龙究竟是如何进行“传宗接代”的就是其中之一。

  继今年6月底公布琥珀中的古鸟类标本后,12月9日,中国地质大学(北京)博士邢立达与加拿大萨斯喀彻温省皇家博物馆教授瑞安·麦凯勒团队又爆出一个更加惊人的消息:他们在琥珀中发现了有史以来第一件恐龙标本(尾部)。“它是人类迄今为止发现的最‘鲜活’的恐龙形态。”邢立达如是说。

  随着考古发现的日益增多,人类解开了很多关于恐龙的秘密,让这个与我们素未谋面的2亿年前的地球霸主在人们面前逐渐变得鲜活生动起来。尽管如此,关于恐龙仍有很多待解的谜题,而恐龙究竟是如何进行“传宗接代”的就是其中之一。

  骨骼区分有困难,安能辨“龙”是雌雄?

  要揭开恐龙交配之谜,首先要弄清楚恐龙的性别。而在缺失生殖器化石证据的情况下,识别恐龙雌雄,这事说起来容易做起来难。

  “传统上,我们依据恐龙骨架的一些形态差异,比如通过骨架粗壮还是纤细,通过装饰性结构(如角)的有无,来推断雌雄,但这样得出的结论常常不准。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员徐星说。

  由于在骨骼上区分雌雄恐龙实在太困难,所以科学家们一直在寻找其他证据。

  2000年,一具特殊暴龙化石的发现,揭示出一种全新的识别雌雄恐龙的方法。此前,科学家发现,当有些种类的鸟类处于产卵期时,后肢的股骨骨髓腔里,会产生一层薄薄的名为“髓质骨”的组织。而当时,北卡罗来纳大学的玛丽·H·施魏泽在检查这具暴龙化石的股骨时,也发现了这种名为髓质骨的组织。由于该组织富含钙质,能为蛋壳的生成贮存原料。因此,可以认定这具暴龙化石是雌性,并且是在怀孕时死去的。这一发现证明,不光是恐龙的后裔鸟类,雌性恐龙至少在怀孕时,也会在股骨中生成钙质层。“但这种方法有局限性,仅能辨别出产蛋期的雌性恐龙。”徐星说。

  此外,“找到那些体内还怀有恐龙蛋的雌性恐龙化石,这也是一个明确的鉴别方法。”中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员尤海鲁说。

  长冠长刺长羽毛,恐龙用什么吸引异性?

  在交配之前,恐龙得先吸引异性。古生物学家曾怀疑,恐龙身上许多夸张的装饰,比如头冠、棘刺、骨板、角,都是为了吸引异性而生。

  尤海鲁认为,蜥脚类恐龙长长的脖颈,可能也具有类似的功能。尽管进化出夸张的超长脖子最有可能的原因是,这样能让恐龙吃到更多的食物,但也有可能增加它们在交配期吸引异性的机会。

  对此,徐星表示,恐龙如何吸引异性是很难研究的一个问题,因为很少有直接的证据。“我个人认为一个很有趣的可能是恐龙通过各种形态的羽毛及颜色来吸引异性。现在有证据显示,整个恐龙家族可能都长有羽毛,正是多彩的羽毛,导致了恐龙的多样性,从而也使其成为中生代陆地的霸主。”徐星说。

  鸟类是活“恐龙”,可以从其繁衍来推测恐龙?

  那么,恐龙在向异性展示完后,它们到底是怎么交配的呢?

  “虽然没有恐龙交配的直接证据,但可以通过鸟类和鳄鱼等现生动物的交配行为来进行推测。几乎所有爬行动物和现代鸟类会把精子产在雌性体内,所以恐龙也应该如此。”徐星说。

  徐星介绍,鸟类可以算是活的恐龙,它们于1.5亿年前从恐龙的一个分支中演化而来,并顽强存活至今。鳄类,一个包含了短吻鳄、长吻鳄和宽吻鳄的群体,是现存与恐龙和现代鸟类关系最密切的生物类群。鸟类和鳄类的共同特征也可能出现在恐龙身上。其中一个在鸟类和鳄类的两性中都存在的性状是,它们都具有泄殖腔,这是位于躯体最末端的一个空腔,综合了生殖、排尿和排便的功能。根据这一点,我们可以推而广之,恐龙很可能也具有类似器官。因此,恐龙的生殖器很可能平常是看不见的,外观上仅仅只是尾巴下方的一条缝。

  虽然目前大多数雄性鸟类的泄殖腔内没有阴茎,它们通过“泄殖腔亲吻”这种方式将精子挤进雌性泄殖腔口。但有一些雄性鸟类却是有阴茎的,有趣的是,这部分鸟类在进化树上的位置位于鸟类的主干部分。

  根据耶鲁大学鸟类学家帕特里夏·布伦南及其团队的理论,这一特征说明,远古时期的鸟类是有阴茎的,而其他支系的鸟类在演化过程中失去了这一性状。雄性的鳄类也具有阴茎,它们使用相似的方式使雌性受精。因此,有专家认为,几乎可以肯定雄性恐龙会拥有类似器官。而且恐龙的阴茎会是一种单个的、不成对的器官,并至少有一个长通道以便在交配时射出精子。人类已发现了1850多个属种的恐龙,它们生存于2.45亿年前到6600万年前之间,在漫长的演化中,它们的外生殖器很可能出现很多变化。

  像鳄鱼像大象像犀牛,恐龙到底怎样传宗接代?

  “至于恐龙的交配姿势,可以参考现代鳄鱼、蜥蜴,甚至大象和犀牛等大型哺乳动物的交配方式,但总体而言很难确定。也有科学家在此基础上使用计算机模型验证各种交配姿势的可能性。”徐星说。

  的确,英国利兹大学的生物力学专家R·麦克尼尔·亚历山大猜想,恐龙交配类似现今的大象和犀牛——雌性需要承受雄性的重量,具体情况取决于对恐龙身体受力的计算和分析。由于恐龙具有长而且相对坚硬的大尾巴,因此,他认为雄性恐龙将它们的一条腿搭在雌性的背上,雄性的重量主要压在雌性的臀部和后腿附近。这将会是一个非常大的负荷,但他同时指出,最终的压力其实不会比它们平常走路时压力更大,因为在迈步的过程中,有一个其他三腿抬起、仅一条后肢承受身体全部重量的阶段。

  “如果恐龙自身强壮到能支撑它走路,那么它的交配也不会有任何问题。”亚历山大在1991年曾写到,“它们的力量足可以应付这两件事。”

  已故英国古生物学家贝弗利·霍尔斯特德也提出过,雄性恐龙需要压在雌性恐龙身上以便于交配受精。但他认为,恐龙交配的情形更像现生的蜥蜴和鳄类。他推测,雄性将一条后腿搭在雌性背上,这种方式能让它将臀部置于雌性尾巴下方,使两者的泄殖腔紧贴。尾巴较长的种类可能会将尾巴交缠在一起,体表直接接触可以获得更多刺激,就如一些蛇类交配时相互紧密缠绕对方身躯一样。

  当然,也有科学家持不同意见,他们认为恐龙需要借助水的力量完成交配,在陆地上操作难度较大。

  众口不一,莫衷一是。恐龙如何交配,似乎依然是谜,就如徐星所言:“由于一般不能保存成化石证据,只能进行间接推断。因此在古生物学研究中,像这种行为学的问题是最难回答的。”

(责编:魏艳、赵竹青)

推荐阅读

中国人也能去太空旅游啦!长征火箭表示将提供相关服务“我们计划在2020年前后,利用百吨级亚轨道飞行器,向大众提供可乘坐6-20人,最高80-140km亚轨道太空旅游观光、短时间失重飞行体验、按需定制的独特机动飞行等。”未来更可实现全球快速点对点洲际航班到达、长期空间商业飞行。【详细】

“长征五号”为什么重要?有你不知道的神秘意义!“运载火箭的能力有多大,中国航天的舞台就有多大。”“长征五号并不仅仅是一个型号。”“长征五号代表了我国科技创新的最高水平。”“中国航天在今后半个世纪内都要靠‘长五’奠基。”“长五敲开航天强国俱乐部之门”……【详细】