地球的生命长河流淌了逾四十亿年,王朝兴替,风云变幻 。 所谓“城头变幻大王旗”,在一次次绝灭事件和生命辐射的交替循环之中,不同的生物群落兴衰往复 。 人类回顾演化历史的时候,往往会选取代表性的某些门类生物,称之为“某某时代” 。
而中生代,就被称为“恐龙的时代” 。 提起恐龙,大家最先想起的一个成语是什么呢?那一定是“庞然大物”了 。 动辄数吨甚至数十吨的体重,对于生活在21世纪的我们来说,充满了冲击力 。
那么,大家有没有想过,我们想了解自己的体重,站上体重秤就可以 。 但对于恐龙来说,除了仅存的鸟类这一支后代,其他恐龙早已灭绝 。 没有实物,如何才能根据仅存的骨骼化石,估计出恐龙生前的体重呢?
恐龙并不是全都那么大
在讲述如何给恐龙称体重之前,我想说一个关于恐龙体重的“秘密” 。
恐龙大家族当中,诞生了以蜥脚类恐龙为代表的,迄今最大的陆地动物,也诞生了以雷克斯暴龙为代表的,史上最庞大的捕食者——大型兽脚类食肉恐龙 。 这些大个子们体重动辄十吨以上,而作为对比,我们当今世界上最大的陆地动物非洲象仅五吨左右 。 可以说,中生代确实是一个巨兽的时代 。
图表1这是最代表着“巨兽时代”中生代生态图景复原:十吨左右的大型兽脚类恐龙在平原上集群猎食几十吨重的蜥脚类恐龙 。 这种体量的捕食者和被捕食者之间的冲突,在地球历史上是前无古人,也是后无来者的 。
图片来源:
https://dinooftheweek.blogspot.com/2012/10/drawing-out-new-map.html
英国古生物学学家理查德·欧文,在1842年正式命名恐龙(Dinosauria)这个词的时候,前半部分“Dino”词源就来自于古希腊文δειν??/deinos,意为“恐怖的”或“极其巨大的” 。 而回首过去二百余年的恐龙研究历史,无论是恐龙爱好者,还是古生物研究者们,都非常热衷于在各类恐龙新发现中进行对比,寻找自己心目中最大的恐龙 。
然而,在恐龙大家庭中,也是不乏很多“小个子”的 。
甚至,作为恐龙一支存活至今的后代,蜂鸟的体重仅为几克重,算得上小巧玲珑 。 而即使在六千六百万年前的中生代,非鸟恐龙也存在一些小体型的成员,比如著名的“四翼恐龙”小盗龙,体重仅在一公斤左右,与大家对中生代恐龙庞然大物的印象,可以说是截然不同 。
图表 2 绿紫耳蜂鸟,体重仅4到5克 。
图片来源:维基百科
如何估计恐龙的体重?
说完这个小秘密,让我们回到主题 。 只剩化石、有的种类还特别庞大,人们究竟是如何估计出恐龙的体重的呢?
我们知道,人类最早发现的几类恐龙都是体型较大的恐龙,比如斑龙和禽龙,在体型上都远超当时已知的所有爬行动物 。 因此,自恐龙发现伊始,关于恐龙体重的估算一直是学界的一个热点问题 。
时至今日,估算恐龙体重的方法可以根据其参照的科学思路,划分为两个大类 。 一类方法被称为体积-密度方法(VD: Volumetric-density approach),另一类方法被称为现生动物参考方法(ES: Extant-scaling approach) 。
从研究历史上来看,前者应用在恐龙体重估计领域的时间,要比后者早得多 。 早在1905年,美国自然历史博物馆的古生物学家格雷格利就使用了这种思路的估计方法,估计了恐龙中的明星物种——雷龙(Brontosaurus)的体重 。 而现生动物参考的方法,是随着上世纪当代生物学的蓬勃发展和统计学方法在动物学领域广泛应用之后,才逐渐进入古生物研究领域的 。
这两种估算思路有什么不同呢?
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