新研究認為巨大的棘龍比先前認知的更像“水中蛟龍”

2025-12-10 18:30:01 分類：熱點 閱讀(4)

超過9500萬年前，摩洛哥曾經覆蓋著廣闊的更像河川系統，圖中兩只埃及棘龍在這片水域中獵捕帆鋸鰩（Onchopristis），水中蛟龍一種史前鋸鰩。新研 新發現的究認棘龍化石說明這種恐龍的尾部相當適合游泳──這項特征支持棘龍大部分時間都待在水中的假設。 JASON TREAT，為巨 NG STAFF; MESA SCHUMACHER. ART： DAVIDE BONADONNA NIZAR IBRAHIM，比先 UNIVERSITY OF DETROIT MERCY
工作人員揮舞著鐵鏟與鋤頭開鑿摩洛哥茲里加（Zrigat）發掘現場，新研古生物學家尼札. 伊布拉希姆和同僚們已經在此地發掘出了棘龍骨骸。究認棘龍 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左）一塊棘龍的腳骨從摩洛哥挖掘現場的紅色砂巖探出頭來。 此地出土的恐龍化石屬北非曾經發現過最完整的白堊紀獸腳類恐龍。 （右）核心研究團隊圍繞著一塊新發現的棘龍骨頭。 順時鐘從左上開始：哈桑二世大學學生阿尤布. 阿馬內（Ayoub Amane）;米蘭大學學生兼攝影測量專家加百列. 賓德里尼（Gabriele Bindellini）;科學插畫家馬可. 奧迪托雷（Marco Auditore）;獨立古生物學家西蒙納. 馬加努可（Simone Maganuco）;挖掘專家兼駕駛蒙貝雷克. 弗德西（M'barek Fouadassi）;底特律梅西大學古生物學家尼札. 伊布拉希姆;米蘭國立自然史博物館古生物學家克里斯蒂亞諾. 達沙索（Cristiano Dal Sasso）;以及哈桑二世大學古生物學家薩米爾. 祖赫里。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左） 由于研究團隊在夏日艷陽下進行長時間發掘，他們將隨身物品放在山坡上一顆巨石隨日光移動的陰影中，希望能讓飲用水盡可能保持清涼。 （右）為了從棘龍發掘現場清掉多余的巖塊，伊布拉希姆朝山下扔出一塊紅色砂巖。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
薩米爾. 祖赫里是卡薩布蘭卡哈桑二世大學的古生物學家，他在摩洛哥西迪阿里（Sidi Ali）附近探詢更多棘龍時代的化石。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左）團隊成員西蒙納. 馬加努可、尼札. 伊布拉希姆與克里斯蒂亞諾. 達沙索一同檢視棘龍的一節尾椎。 「研究化石動物對我來說是一種創作，」達沙索說道，他是意大利米蘭自然歷史博物館的古生物學家。 「你必須讓一只動物從碎片中重生。 」（右） 棘龍的尾椎突出長長的脊骨。 棘龍還在世的時候，這些凸出物增加了它的尾巴表面積并且形塑出尾部似槳的形狀。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
古生物學家克里斯蒂亞諾. 達沙索小心翼翼地持著從棘龍尾巴基部數來第四節的尾椎，這是研究團隊復原出最完整的椎骨之一。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
斯特莫于1930年代試圖重建棘龍的時候，他以其他獸腳類類恐龍來填補細節并且賦予它現在已經過時的站姿。 自2014年起，由尼札. 伊布拉希姆帶領的團隊論證棘龍是一種半水棲掠食者，而新發現的尾巴強化了這一論述。 JASON TREAT， NG STAFF; MESA SCHUMACHER
（左） 摩洛哥陶烏茲（Taouz），一名化石采集者站在他家門外的衛星天線旁展示他的部分發現。 這些孤骨能讓我們窺見棘龍家園，即卡瑪卡瑪生態系的生物多樣性。 （右） 摩洛哥陶烏茲一間民房墻邊排著裝滿化石的糕點紙盒，以供游客、研究人員和潛在買家檢視。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
薩米爾. 祖赫里于摩洛哥陶烏茲村民家中檢視一根巨大的棘龍牙齒。 活動于這個地區的古生物學家會和當地人建立聯系以確保具有科學價值的化石能被送進公共信托機構。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
摩洛哥艾尼夫（Alnif）艾哈邁迪三葉蟲中心（Ihmadi Trilobites Center）的店主默罕. 艾哈邁迪（Mohand Ihmadi）正在清理即將出售的棘龍牙齒。 多年以來，艾哈邁迪會將他經手最珍稀的化石保存下來，期盼未來能成立博物館。 「保存我們的過去很重要，」他說道。 「如果我們將過去丟失，就再也找不回來了。 」PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（左） 摩洛哥里薩尼（Rissani）附近塔希里化石博物館（Tahiri Fossil Museum）外的三角龍雕像，這是發現于北美洲的物種。 摩洛哥雖然有自己的恐龍，它們的知名度卻不及美洲遠親。 （右）由一名化石中介經營的塔希里化石博物館有著從摩洛哥和世界各地搜羅而來的化石。 館中一半的空間用作禮品店，觀光客可以在這里購買切片的恐龍骨頭。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
新化石帶來新模型：DI.MA. Dino Makers是一間位在意大利福薩爾塔迪皮亞韋的博物館塑像公司，其員工古宗. 伊昂（Guzun Ion）正在為真實尺寸的棘龍雕像鑄造更新版的尾巴。 PHOTOGRAPH BY PAOLO VERZONE， NATIONAL GEOGRAPHIC
（神秘的地球uux.cn報道）據美國國家地理（撰文：MICHAEL GRESHKO 編譯：石頤珊）：巨大的棘龍比先前認知的更像「水中蛟龍」 ，這種巨型掠食者新發現的尾巴化石延伸了我們對于恐龍生態的認知。
摩洛哥卡薩布蘭卡（Casablanca）──我走進哈桑二世大學一條昏暗走廊盡頭滿布灰塵的房間里，房內放著一組意義非凡的化石——這些骨頭提出了關于「埃及棘龍」（Spinosaurus aegyptiacus）的根本問題，而棘龍是人類發現過最古怪的恐龍之一。
這只7噸重的掠食者身長約16公尺，比成年霸王龍（Tyrannosaurus rex）還長，它背上有巨大的帆，長長的吻部則與鱷魚的雙顎相似，口中豎立著圓錐狀牙齒。 數十年以來，它龐大身軀的重建模型都以長而窄的尾巴收尾，就像它的眾多獸腳類表親一樣。
擺在我面前的紅褐色遺骨顛覆了那幅影像。 這些骨頭拼湊出目前第一條幾乎完整的棘龍尾巴。 這條尾巴之大，需要五張桌子才足以容納它的長度，且令我驚訝的是，這條附肢長得像一柄巨大而骨感的槳。
4月29日出刊的《自然》（Nature）期刊描述了這條尾巴，它表現出從大型恐龍身上發現過最極端的水棲適應。 這份由摩洛哥出土的化石延伸了我們對棘龍的了解，由此認識地球陸生動物最優勢的族群之一如何生活并茁壯。
棘龍的尾椎突出許多接近70公分長的細致支柱，形成槳狀尾部。 而將毗鄰椎骨相互扣連的骨突到了尾錐后端就幾乎消失了，使得尾部尖端能夠左右擺動而在水中推進。 這項適應可能有助于它在廣闊的河流生態系，即它的家園之中移動——或甚至追逐它可能獵捕的巨型魚類。
「這基本上是一只試著長出魚尾的恐龍，」國家地理新興探險家尼札. 伊布拉希姆（Nizar Ibrahim）說道，他是檢視這副化石的研究主持人。
這些骨頭的結構──再加上最先進的尾部運動機械模型——為古生物學界一項熱議多年的爭論增添了嶄新且有力的證據：棘龍實際花在游泳的時間有多長，以及由此意味著大型掠食恐龍曾經離適應水棲生活有多近？ 2014年，伊布拉希姆帶領的研究人員論證這種掠食者是第一只確知的半水棲恐龍，而他們的假設遭到學界質疑，反對者質疑伊布拉希姆團隊研究的化石是否確實為棘龍，或甚至是否來自同一只個體。
早在棘龍的年代，即9500萬年前至1億年前的白堊紀之前，數種爬行動物族群已經演化至生活于海洋環境之中，例如長得像海豚的魚龍（ichthyosaur）與生著長頸的蛇頸龍（plesiosaur）。 不過這些恐龍時代的海中怪獸位處爬蟲類系譜樹的其他分支，而像棘龍這樣真正的恐龍則長久以來都被視作陸地居民。
現在根據棘龍尾巴的新分析所得證據，學者有諸多理由推論棘龍不僅能在岸邊踩水，甚至有能力進行貨真價實的水中運動。 4月29日出版的多項發現綜合顯示巨大的棘龍在水下度過大量時間，且或許像巨型鱷魚一樣狩獵。 「這條尾巴無可非議，」團隊成員薩米爾. 祖赫里（Samir Zouhri）說道，他是哈桑二世大學的古生物學家。 「這只恐龍會游泳。 」
其他審閱這篇新研究的科學家也同意這條尾巴平息了部分縈繞不去的爭議并且強化了棘龍為半水棲的論述基礎。
「這肯定讓人有點意外，」馬里蘭大學古生物學家湯姆. 霍茲（Tom Holtz）說道，他沒有參與研究。 「棘龍比我們原先的認知更奇怪。 」
骨頭與炸彈
棘龍本身的故事幾乎和新發現的這條尾巴一樣離奇，這是一趟曲折的歷險，從被炸毀的德國博物館蜿蜒至摩洛哥撒哈拉沙漠中宛如火星地表的砂巖。
這種怪異動物的遺骸在超過一世紀以前第一次浮出時間的深河，這要歸功于巴伐利亞貴族古生物學家恩斯特. 斯特莫（Ernst Freiherr Stromer von Reichenbach）。 斯特莫在1910至1914年間組織了一連串埃及遠征并且發掘出數十具化石，其中包括他稍后將之命名為埃及棘龍的骨骸。 斯特莫在他出版的第一篇描述中努力試著解釋這種生物的解剖構造，猜測它的怪異之處「道出某種特化。 」他想像這種動物像失去平衡的霸王龍一樣以后腳站立，它的長背脊上豎立著脊骨。 隨后這副化石移至慕尼黑古生物博物館展覽，斯特莫因此出名。
二戰期間，盟軍的轟炸促使身為納粹批判者的斯特莫央求博物館館長將化石移置安全的地方。 該名納粹館長拒絕了，然后1944年的一次轟炸摧毀了化石。 斯特莫的棘龍化石曾經存在的證據只剩下手繪稿、照片與期刊中的描述文章。
在接下來的數十年間，棘龍像是某種神話，從巴西到泰國，一代又一代的古生物學家在世界各地找出更多它的近親，并且試圖厘清他們如何生活。 根據它們的顱骨解剖、牙齒構造與其中一副化石胸腔中保存的魚鱗看來，這些從四塊大陸各地出土的其他棘龍科（spinosaurid）成員幾乎都確定吃魚。
在20世紀早期，古生物學家還在摸索水棲恐龍的概念，其中一個想法包括大型植食性恐龍居住在瀉湖中以支撐它們的巨量體重。 然而數十年來的解剖學研究如今顯示各種形狀與大小的恐龍，甚至連它們之中的巨獸也一樣，全都在陸地上成長茁壯。 其他棘龍科恐龍的后肢解剖構造也強力顯示它們同樣行走于陸地上。
在沒有新的棘龍骨骸可供檢視的情形下，這個物種似乎注定模糊難解。
失而復得
解謎的機會于數十年后出現在摩洛哥東南部，當地數千名獨立礦工遍搜該區域的巖石并且找出橫跨地球數億年歷史的化石。 有些采礦人尤其希望找到恐龍化石，所以將他們的精力投注于卡瑪卡瑪巖層（Kem Kem beds），這是形成于9500萬年前至1億年前之間的砂巖地層，從馬拉喀什（Marrakesh）東方320公里處向西南延伸240公里。 這片巖層保存了廣闊河川系統的痕跡，轎車大小的魚類曾經悠游其中。 如果你在某座孤丘側邊看到裸露出的一小塊卡瑪卡瑪巖層紅色砂巖，你很可能會找到由當地采礦人以磨利鋼筋所挖出的矮至難以站直的隧道入口。
采礦人找到化石以后，他們通常會將這些骨骸賣給一個批發商與出口商網絡。 雖然這個化石發掘產業游走在法律與道德的灰色地帶，它卻為這個地區數以千計的居民提供了生計來源。 由于當地人全年無休地進行發掘，他們幾乎無庸置疑地會比每年只挖幾周的古生物學家找到更多具有科學價值的標本。
這就是為什么古生物學家必須認識當地采礦人并且頻繁向他們詢問戰利品。 底特律梅西大學助理教授伊布拉希姆，一位德裔與摩洛哥裔混血學者，會在造訪摩洛哥時逐村拜訪，與村民一起喝杯熱騰騰的新鮮薄荷茶，一邊以當地阿拉伯語的達里賈方言（Darija）討論最新發現。
2008年，當時是卡瑪卡瑪巖層專家的伊布拉希姆來到厄弗（Erfoud）近郊的一座村莊，他在這里遇見一名男子，而科學家稍后才明了此人發現的骨骸可能屬于棘龍。 這次相遇或許也是命中注定。 在柏林長大的伊布拉希姆打從少年時期起就已經愛上了棘龍。
伊布拉希姆在米蘭自然歷史博物館的研究伙伴通知他意大利還有更多出自同一名采礦人的骨頭，并且協助確保這些骨頭被送回摩洛哥。 伊布拉希姆、祖赫里和普茨茅斯大學古生物學家大衛. 馬提爾（David Martill）于2013年第二度來訪此地時終于帶領發掘團隊抵達這些化石出土的卡瑪卡瑪巖層露頭，然后他們開始發現更多骨頭碎片。
伊布拉希姆利用這些新出土的化石、先前發現的骨頭以及斯特莫的文章來試圖打造新的棘龍重建模型。 他們的成果出版于2014年的《科學》（Science）期刊，文中宣稱這些摩洛哥化石可替代在二戰轟炸中失去的原初埃及化石。 他們的重建顯示這種生物長成以后體長接近16尺，比成年霸王龍還長。
這篇研究也論證棘龍的軀干修長、后肢粗短、頭骨形如吃魚的鱷魚，且骨壁厚如企鵝與海牛──這些特征都指向某種半水棲生活型態。
古生物學家對這篇研究的反應兩極。 有些人持正面態度，被新資料中棘龍厚實的骨壁給說服。 「對我來說，這確實結案了，」琳賽. 札諾（Lindsay Zanno）說道，他是北卡羅萊納自然科學博物館古生物學家，沒有參與伊布拉希姆的研究團隊。 「骨頭有記憶，」她補充說明陸棲動物、飛行動物或在水中渡過大半歲月的生物骨骼微結構看起來都不一樣。 然而對其他古生物學家而言，2014年呈現的證據并不能讓棘龍作為活躍泳者的假設定論。 這些學者認為棘龍可能和其他棘龍科恐龍一樣，如灰熊和鷺般涉入淺水中吃魚。 然而研究者現在可以依據不完整的摩洛哥遺骸確定這種史前掠食者比它的親族更諳水性，且能快速地游泳追捕水生獵物嗎？ 如果確實如此，它又是怎么在水中移動的？
還有其他學者對于摩洛哥化石是否屬于棘龍表示懷疑。 雖然新發現的摩洛哥化石顯然是棘龍科生物，但是北非的棘龍科物種數量一直是長久以來科學家爭論的主題。 這份化石的解剖構造和斯特莫失落的埃及棘龍完全一致嗎？ 或者他們其實是相近卻不同的親戚呢？ 「沒有人能特別肯定〔北非〕有幾個種或屬，還有他們在時空中位處何方，」戴夫. 洪恩（Dave Hone）說道，他是倫敦瑪麗王后大學的古生物學家，也是棘龍科專家。
2018年9月，伊布拉希姆和同僚們為了平息爭論而在國家地理學會的支持下重返摩洛哥發掘地點以尋找更多骨骸。 時間緊迫：他由當地聯絡人口中得知商業化石采集者已經在鄰近山丘挖隧道尋找骨頭了。 伊布拉希姆不能冒這個風險，讓他相信是世界唯一已知棘龍化石的骨骸消失在收藏家的古玩柜中。
化石富礦
2018年的挖掘從開端就相當嚴苛。 為了清開數以噸計的砂巖，團隊取來這個地區唯一可用的一把電鉆。 用了幾分鐘以后電鉆就壞了。 發掘的日子是如此艱辛，好幾名團隊成員返家后都進了醫院。 然而發現化石的應許讓他們撐了下去，能讓他們暫時忘記工作之痛苦的「能多益」（Nutella）榛果醬點心時間也是另一個功臣。 終于，他們開始接二連三地找到這只動物尾巴留下的一節節椎骨，有時候幾節尾椎就散在數分鐘與十來公分的時空距離之內。 這座化石寶礦之豐富讓團隊目眩神迷，他們以地質槌敲打出音樂節奏，配著歐洲合唱團（Europe）的《倒數計時》（The Final Countdown）旋律引吭高歌「又是一節尾椎！ 」
2019年7月，該名該名隊伍的再度遠征，也因此體驗到這處發掘現場的挑戰性與化石發現之突然。 當時我們正在開鑿一處紋理如培根的巖層露頭，而攝氏47度的高溫與干燥的風將水分從我體內抽走。 伊布拉希姆在底特律梅西大學的學生們在露頭下方呈扇形散開，他們以回收車輪制成的桶子搬運巖塊，然后從中篩出骨頭，就連最細小的碎片也不放過。
到隔天日落以前，我們已經找到數塊棘龍化石，包括腳骨與兩節可能組成尾部尖端的精致尾椎。 當這些辛勞的碩果終于攤開在卡薩布蘭卡的實驗室桌上時，伊布拉希姆與同僚知道他們確實握掌握了了不起的發現。
光是2018年，挖掘團隊就找到了超過30塊棘龍尾錐骨。 這些尾骨中有部分恰好吻合斯特莫于1934年出版的更加破碎的棘龍科尾椎骨手繪圖，這關鍵的一致性更加支持以下假設：同一個棘龍科物種曾經在白堊紀生活在從摩洛哥到埃及之間的北非地區。 此外，伊布拉希姆和他的團隊沒有在摩洛哥化石出土地點發現任何重復的骨頭──這是個清楚的訊號，顯示這些化石屬于單一個體，這在卡瑪卡瑪巖層起伏甚巨的河床上是極其罕見的情形。
為水而生
在握有這種生物幾近完整的尾巴的現在，伊布拉希姆和同事們對棘龍作為一名泳者的論述懷抱著前所未有的信心——而且他們已經開始在實驗室中測試其主張。
2019年2月，伊布拉希姆和哈佛比較動物學博物館的古脊椎生物館長史蒂芬妮. 皮爾斯（Stephanie Pierce）取得聯系，詢問他是否能夠協助測試恐龍的尾巴在水中能產生多少驅動力？ 雖然為動物行動建立數字模型是皮爾斯的專長之一，但是他知道要回答這個問題需要用到真實世界的動力實驗。 他和魚類生物學家同事喬治. 勞德（George Lauder）答應加入研究團隊。
這兩名哈佛學者加入伊布拉希姆的團隊將近六個月以后，我走進勞德的實驗室，一間通風設備與過勞電腦的風扇嗡嗡作響的房間。 坐在工作臺前的勞德伸手拿取一片橘色塑料片──這是雷射切割出的棘龍尾巴輪廓──然后固定在一根金屬棒上。 他接著走過實驗室，來到看似精心打造的魚缸前，將這條尾巴架在一堆懸掛在天花板下方的金屬束之中。
這個裝置是個叫做「拍尾機」（Flapper）的機器人，它被懸吊進一個勞德可以精準控制水流速度的水槽水面下。 這部機器上拴著燈、相機和傳感器，它能夠精確地追蹤游泳動物或游泳機器人在水中的動作以及它們制造的動能。
我在一旁觀看勞德將拍尾機放入水中，然后固定其上的塑料棘龍尾巴模型栩栩如生地開始模仿游泳中的短吻鱷運動。 這條尾巴每拍動一下，就會有一道黑影掃過它——然后資料就流入勞德的電腦。 拍尾機紀錄下尾巴制造的動能，而動能反映著尾巴能夠多有效地在水中推動棘龍。
皮爾斯和勞德的研究成果也包含在這篇《自然》論文中，他們的結果顯示，若將棘龍和非棘龍科的獸腳類腔骨龍（Coelophysis）與異特龍（Allosaurus）相比，棘龍的尾巴在水中傳送出的前進推力是前二者的八倍，而且效率是它們的兩倍。 這項發現表示巨大的棘龍花費大量時間浸在水中，它可能就像當代的鱷魚一樣逡巡于河流之間，只是尺度放大許多。
這個結論將棘龍與2014年以后描述的其他親水恐龍分開，其中包括生活方式可能類似鵝或海龜的物種。 勞德愈是談論長達16米的掠食者身后那把槳，他的眼睛就隨著該發現前所未有的性質而愈睜愈大。 「令人難以置信！ 」他說道。
在未來的實驗中，皮爾斯與勞德說改良版的拍尾機記錄功能將可以測試尾巴的3D模型，或甚至測試更新過的整只棘龍模型，如此一來將能厘清這只恐龍背上180公分高的帆如何影響它游泳。 然而為了達成這個夢想，伊布拉希姆想要竭盡所能地用上每一片他所能找到的骨頭，所以他的團隊又在2019年盛夏回到沙漠中繼續發掘。
在那次遠征中我看著他們找到的部分化石很快就能協助測試棘龍的另一項水棲特征：可能有蹼的腳。 現在有了更多化石，研究人員終于能夠重建這種恐龍的整只腳，以助于測試棘龍能將腳趾撐得多開。
對伊布拉希姆來說，至關重要的是團隊發現的任何化石都要留在摩洛哥，加入哈桑二世大學古生物學家祖赫里在他位于卡薩布蘭卡的實驗室中看顧的藏品。 這個堅持背后的希望是某一天這些骨骸和研究它們能夠目睹摩洛哥成立第一座國立自然史博物館──并啟發北非人民對腳下的失落世界懷抱夢想。
「我想做的是為棘龍建立一個家，」伊布拉希姆說道。 「這會成為非洲古生物學的一個象征、一個標志。 」