恐龙

  恐龙(学名:Dinosauria),中生代的陆栖脊椎动物,支配全球陆地生态系超过1亿6千万年之久。恐龙大约最早出现在2亿3千万年前的三叠纪,灭亡于约6千5百万年前的白垩纪晚期。1842年英国古生物学家理查·欧文(Richard Owen)正式提出“恐龙”(Dinosauria)的名称,欧文把恐龙总目定义为蜥形纲(Sauropsida)的一个独特部族或亚目,包含当时在英国与世界各地发现的恐龙。Dinosauria这名词衍化自古希腊文deinos/δεινός ,意为“恐怖的”
恐龙的命名者,理查·欧文
或“极其巨大的”,sauros/σαύρα意为“蜥蜴”。欧文在命名时,考虑到它们的牙齿、利爪、巨大体型、以及其他令人印象深刻的恐怖特征,因此命名它们为“恐怖的蜥蜴”。中文的恐龙一词,源自日本的翻译“恐龍(恐竜)”,后来在中文地区广泛使用。  在20世纪前半期,科学家与大众媒体都视恐龙为行动缓慢、慵懒的冷血动物。但是1970年代开始的恐龙文艺复兴,提出恐龙也许是群活跃的温血动物,并可能有社会行为。近期发现的众多恐龙与鸟类之间关系的证据,支持了恐龙温血动物的假设。
鹦鹉嘴龙
  自从19世纪早期,第一批恐龙化石被科学方法鉴定后,重建的恐龙骨架已成为全球各地博物馆的主要展览品。恐龙已是大众文化的一部分,无论儿童或者成年人均对恐龙有很高的兴致。恐龙往往是热门书籍与电影的题材,如:《侏罗纪公园》,各类媒体也常报道恐龙的科学研究进展与新发现。  所有的恐龙皆为陆地动物。许多史前爬行动物常被一般大众非正式地认定是恐龙,例如:翼手龙、鱼龙、蛇颈龙、沧龙、盘龙类(异齿龙与基龙)等,但从科学角度来看,这些都不是恐龙。

概述

  恐龙(不包含鸟类)是一群生存于陆地上的主龙类爬行动物,四肢直立于身体之下,而非往两旁撑开,它们出现于晚三叠纪卡尼阶,各种恐龙快速地演化出不同的特化特征,并发展出不同的体型大小,占据者不同的生态位,并持续生存到晚白垩纪马斯特里赫特阶。有许多型态的爬行动物与恐龙生存在同一时期,例如:鱼龙目、沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、以及盘龙目,许多大
三角龙骨架,位于纽约美国自然历史博物馆
众媒体常将它们也归类于恐龙,但它们在科学分类上并不属于恐龙。鱼龙类、沧龙类、蛇颈龙类都是海生爬行动物,并不生存于陆地上,也不属于主龙类;翼龙类属于主龙类,是在三叠纪时期与恐龙分开演化,但并非陆栖动物:盘龙类生存于二叠纪,亲缘关系较接近于哺乳类。  恐龙是中生代的优势陆栖脊椎动物,尤其是在侏罗纪与白垩纪。在恐龙占优势的侏罗纪与白垩纪期间,几乎所有身长超过1米的陆地动物皆为恐龙,同时代的其他动物因此受到体型发展与生态位上的限制。举哺乳类为例,它们的体型多接近现代的啮齿动物,不超过猫的大小,食性为肉食性,以小型动物为生。生存在白垩纪的三椎齿兽目(Triconodonta)的巨型爬兽(Repenomamus giganticus)是个少数例外,巨型爬兽体重12到14公斤,已知会以幼年鹦鹉嘴龙等小型恐龙为食。  恐龙家族极为庞大、多样性。截止到2006年的学术研究,已确定有超过500个属;根据估计,化石记录中曾出现的属总数约为1850个,当中有75%已被发现化石。一个早期的研究推测恐龙有将近3,400个属,但大部分无法在化石记录中保存下来。截至2008年9月17日为止,恐龙记有1,047个种。恐龙有草食性动物,也有肉食性、杂食性动物。有些恐龙以双足行走,或四足行走,或如砂龙和禽龙可以在双足和四足间自由转换。许多恐龙的身上具有鳞甲,或是头部长有角或头冠。尽管恐龙以其巨大体型而著称,但许多恐龙的体型只有人类大小,甚至更小。目前已在全球各大洲发现恐龙化石,包含南极洲在内。无论体型大小,恐龙对陆地生活的适应性堪称卓越,但它们无法占据海生以及飞行动物的生态位。

·鉴定特征

  近年来的新发现化石,使得科学家们越来越难列出一致性的恐龙鉴定特征。恐龙的骨骼具有一些演化适应,可使它们与原始的主龙类祖先辨别出来。在后期的恐龙中,这些特征经过更多的演化改变。  恐龙的共有衍征包含:  肱骨 有低矮的三角嵴(Deltopectoral crest,让胸锁三角肌肉附着的部分),长度约是肱骨的1/3到1/2。   肠骨 后部有个突出区块。   胫骨 末端边缘宽广,有个往后的凸缘。   距骨 有个明显上突,与胫骨契合。  
禽龙
  除上述几个特征以外,大部分恐龙还有一些共同特征,但是因为出现在其他主龙类,或者不存在于早期的恐龙身上,因此不列为恐龙的共有衍征。举例而言,恐龙具有两对颞颥孔,这是双孔动物的共同特征,恐龙还具有眶前孔与下颌孔,这些则是主龙类的共同特征。另有数个特征,早在恐龙之前已经出现,消失于最早期的恐龙,而在不同的恐龙生物群独自演化出现,包含:延长的肩胛骨、至少三个愈合的荐椎(其他主龙类也有三个愈合荐椎,艾雷拉龙只有两个愈合荐椎)、开放式有孔的髋臼(农神龙的髋臼闭合)。恐龙的鉴定特征难以确认,部分原因则是晚三叠纪的早期恐龙与同时期其他主龙类的化石不多,两者却有许多相似处,使得某些主龙类曾被误认为是恐龙。  恐龙具有直立的步态,类似大部分的现代哺乳类,而大部分其他爬行动物则是四肢往两侧延展的步态。恐龙的臀窝朝向两侧,股骨的第四粗隆部往内侧,两者契合,产生直立的步态。直立的步态可让恐龙快速运动时,可以同时呼吸,使它们成为活跃的动物,较采取两侧延展步态的动物更具优势。直立步态可以降低四肢弯曲时所承受的压力,有助于恐龙发展出巨大的体型。某些非恐龙的主龙类也独自发展出直立的步态,例如劳氏鳄目,但它们的臀窝朝下,股骨往上嵌入臀窝,形成不同于恐龙与哺乳类的“柱状直立方式”。

·种系发生学定义

世界最大的食肉恐龙——霸王龙
  根据种系发生学的定义,恐龙包含:三角龙与现代鸟类的最近共同祖先,以及其最近共同祖先的所有后代。在过去,恐龙曾被定义为:斑龙、禽龙与林龙的最近共同祖先,以及其最近共同祖先的所有后代,以上三种恐龙即为理查·欧文最初用来定义恐龙范围的三个属。两个定义的范围相近,都包含兽脚亚目、蜥脚形亚目、剑龙下目、甲龙下目、角龙下目、厚头龙下目、以及鸟脚下目等演化支。早在近年种系发生学研究盛行前,上述分类单元皆已在科学文献中出现、使用,并持续到今日。  现今古生物学界普遍同意鸟类是恐龙的直系后代。根据严格的亲缘分支分类法定义,一个天然的演化支应包含单一共同祖先的所有后代。若以此方法来看,所有鸟类都为恐龙,而恐龙并没有灭亡。大部分古生物学家将鸟类归类于恐龙-蜥臀目-兽脚亚目-虚骨龙类-手盗龙类。  根据亲缘分支分类法,鸟类都是恐龙。但对于一般大众与媒体而言,恐龙并不包含鸟类。因此出现了“非鸟类恐龙”一词,以指名不包含鸟类的恐龙,并符合林奈式分类法中的恐龙范围。林奈氏分类法允许并系群的存在。

恐龙化石的发现

  威廉·巴克兰 (1784-1856)是一位英国的神职人员,喜欢寻找化石。他发现了现代第一个恐龙化石。1819年,巴克兰在英国发现了巴克兰巨龙(巴克兰的大蜥蜴)。巴克兰巨龙得名于1824年。之前,普劳德神父早在1676年在英国发现一块很大的股骨,当时认为那是一个巨人的腿骨。布鲁克斯于1763年发表文章报导了普劳德神父的发现。权威人士提出它可能是恐龙的股骨。然而,在最近几百年人们陆续发现从8英尺到12英尺不等的大型人类骨架遗骸后,许多人认为普劳德神父发现的股骨只不过是一个身高很高的人的股骨。1838年,威廉派克福在美国新泽西州发现了第一个(接近)完整的恐龙化石。自巴克兰最早在1819年发现恐龙化石以来,到目前共发现大约330种恐龙属的化石。 
中国最古老肉食恐龙复原图
 恐龙化石象别的化石一样都是在地球的沉积岩层中发现的。至今,地球化石中有约95.0%是海洋无脊椎动物,4.74%为植物,0.25%为陆栖无脊椎动物(包括昆虫),0.0125%是脊椎动物。而脊椎动物中,大部分是鱼类。此外,95%的陆栖脊椎动物化石只有不多于一根骨头。然而,已发现的化石有几十亿。沉积岩(砂岩,粉砂岩,页岩,石灰岩等)主要是由流水通过一种被称为水文筛分的过程一层一层沉积下来的。其中有动物化石,肯定是因为它们曾经陷于这些流水当中,并且被埋藏和存留下来。其遗骸正如岩石本身一样由于密度不同而被筛分。如果没有被埋藏,其肌体就会腐烂或被冲刷到别的地方。珠穆朗玛峰上曾发现河蚌的化石(蚌壳紧闭,说明被埋藏的时候是活的)。沉积岩层和化石看来可以证明过去曾有过洪水泛滥。有近300个自古代文明流传至今的洪水传说。其中一些令人想到诺亚的洪水。  人们曾经认为恐龙化石有几百万年的历史。这一年代推测基于地质柱状图。地质柱状图依据发现化石的岩层推断化石年代,并通过岩层中的化石推断岩层的年代。批评家们坚持认为这是循环论证。“非专业的知识人士早就怀疑使用岩层推断化石年代再用化石推断岩层年代的循环推理。”(J. E. O'Rourke,《美国科学杂志》第276卷,1976年1月,第47页。)而且,地质柱状图假设均匀性,而这种均匀性已逐渐被一些地质特质,如多岩层化石、错位化石、缺失岩层以及错位岩层(如岩层次序颠倒,或“古代”岩层被发现处于“现代”岩层之上)等证明不成立。最近,“古老地球派”又开始用放射性测定年代法来证明恐龙是远古生物。尽管他们不能推断恐龙的年代,但可以推断埋藏在恐龙化石附近的岩石的年代。许多专家认为这不可行,因为放射性测定年代法是建立在一些被许多学者认为是错误的、有争议的假设基础上的,这些错误已在实证研究中显示出来。恐龙被认为已有几百万年的历史。现在很多人提出它们到了近代才灭绝,而且是千万个龙传说的原型。在发现艾卡石、格伦玫瑰等的径迹之后,这种看法开始流行。而且不止一次,人类遗骸被发现和恐龙遗骸埋藏在一起。或许是人类将恐龙捕杀殆尽的。

恐龙的起源

  恐龙在过去被认为是复系群,包含数个毫不相干的演化支,并非来自于共同的最近祖先,因为身处类似的生态环境中,而个别演化出类似的形态与特征。自从70年代的恐龙文艺复兴以来,恐龙已被认为是单系群,具有最近的共同祖先,是个天然演化支。  恐龙与它们的主龙类祖先在三叠纪中到晚期分开演化,接近2亿3000万年前,大约是二叠纪-三叠纪灭绝事件后约2000万年,该次灭绝事件消灭了接近95%的地球生物物种。对于早期恐龙始盗龙发现地层的放射线定年法检验,证实始盗龙生存于中三叠纪。古生物学家认为始盗龙的外表类似所有恐龙的共同祖先;如果属实,则显示最早的恐龙应该是种小型、二足掠食动物。在阿根廷的中三叠纪地层所发现的原始、类似恐龙的鸟颈类主龙,例如:马拉鳄龙与Lagerpeton,也支持这个说法;已出土的化石证据显示这群动物都为小型、二足掠食动物。  恐龙刚出现时,陆地上有多种不同的动物,例如坚蜥目、劳氏鳄目、鸟鳄科、喙头龙目等原始主龙类,以及二齿兽下目与犬齿兽亚目等兽孔目动物。这些动物大部分在三叠纪后期的两次灭绝事件中灭亡。第一次灭绝事件发生于卡尼阶与诺利阶交接处,约2亿1500万年前,二齿兽类与许多原始主龙形下纲动物在此事件中灭亡,例如原蜥形目与喙头龙类。第二次灭绝事件是三叠纪-侏罗纪灭绝事件,发生于约2亿年前,大部分的早期主龙类灭亡,包含:坚蜥类、鸟鳄科、植龙目、与劳氏鳄类。这群动物灭亡后,鳄形超目、恐龙、哺乳类、翼龙目、与乌龟开始占据陆地的生态系统。  原始恐龙的第一次适应演化发生于三叠纪的卡尼阶与诺利阶之间,极可能因为当时有许多优势动物灭亡。在传统的观念里,在三叠纪中期,恐龙与当时其他的陆地动物展开长时间的竞争,并取得优势,但这是不可能的。根据化石纪录,恐龙没那么早出现,且早期恐龙并非稳定的增加、多样化,而是后来才急骤的大量演化;如果它们与其他动物有过长时间竞争,应该会在化石纪录中反映出来。恐龙在卡尼阶时的数量非常稀少,仅占陆地动物群的1~2%。在诺利阶,数个动物群灭亡后,恐龙则占了陆地动物群的50~90%。恐龙的直立步态过去被视为成功演化的关键,但现在已知有数个同时代的动物群也有直立步态,例如:坚蜥类、鸟鳄科、劳氏鳄类、以及数种鳄形超目动物。三叠纪后期是个生物剧变的时代,有许多植物、海生动物兴起衰落,三叠纪后期的气候也有巨大改变。镶嵌踝类主龙目前仅剩下鳄鱼,但在三叠纪晚期,镶嵌踝类主龙是群非常多样化的演化支,包含:鸟鳄科、坚蜥目、植龙目、劳氏鳄目。在这群优势物种存在下,恐龙存活到侏罗纪,并非生理、竞争上占有优势,而是面对灭绝事件的运气问题。

演化与地理分布

  在三叠纪之后,恐龙的演化随者植被与大陆位置的改变而变动。在晚三叠纪到早侏罗纪期间,各主要大陆连接成一个超级大陆,盘古大陆(Pangaea)。这段时间的恐龙动物群主要由肉食性的腔骨龙超科、草食性的原蜥脚下目所构成。裸子植物(尤其是松柏目),在晚三叠纪开始辐射演化,是当时的可能食物来源之一。原蜥脚类恐龙的颌部只能撕咬下树叶,但不能做出复杂的嘴部动作,因此必须要借由其他的方式协助磨碎食物。
18种原始角龙类的体型比较 左排由上到下为:隐龙、辽宁角龙、古角龙、祖尼角龙、斗吻角龙、纤角龙。 中排由上到下为:朝阳龙、蒙古鹦鹉嘴龙、阎王角龙、雅角龙、安德萨角龙、蒙大拿角龙。 右排由上到下为:黎明角龙、红山龙、西伯利亚鹦鹉嘴龙、原角龙、弱角龙、倾角龙
  恐龙动物群维持了一段同质性,直到侏罗纪中到晚期,此时的掠食性恐龙开始多样化,例如角鼻龙下目、棘龙超科、肉食龙下目,草食性恐龙则有剑龙下目、体型巨大的蜥脚下目。这段时间的著名地层有:北美洲的莫里逊组、坦桑尼亚的敦达古鲁地层。此时的中国地区,也呈现出多样性的恐龙,例如中华盗龙科、颈部极长的马门溪龙。甲龙下目与鸟脚下目开始普遍,而原蜥脚类恐龙则已灭绝。松柏目与蕨类成为最普遍的植物。蜥脚类恐龙与早期的原蜥脚类恐龙类似,嘴部无法做出复杂的动作。鸟脚类恐龙则发展出不同的处理植物方式,例如可将食物置在嘴中的两侧颊部,以及类似咀嚼的颌部动作。这段期间的另一个重要演化事件是鸟类的演化出现,它们是从虚骨龙类的手盗龙类演化而来。  到了早白垩纪,盘古大陆持续的分裂成各陆块,恐龙变得更多样化。甲龙类、禽龙类、腕龙科散布于欧洲、北美洲、以及北非。稍后,大型兽脚亚目恐龙,例如棘龙科、鲨齿龙科,以及蜥脚下目的雷巴齐斯龙科与泰坦巨龙类,占据者非洲与南美洲。在亚洲,手盗龙类的驰龙科、伤齿龙科、偷蛋龙下目成为常见的兽脚类恐龙,甲龙科与早期角龙下目(例如鹦鹉嘴龙)则是该地常见的草食性动物。在同一时期,澳大利亚则生存者原始的甲龙类、棱齿龙类、禽龙类。剑龙类则在早白垩纪到晚白垩纪之间灭绝。早白垩纪发生了一件重大变化,开花植物出现在北美洲,并在晚白垩纪扩散分布。数群草食性恐龙发展出不同的方式以协助进食。角龙类发展出切割用的喙嘴,后方有众多咀嚼用齿系(Tooth batteries);禽龙类也独自演化出咀嚼用齿系,并在鸭嘴龙科发展到极致。少部份蜥脚类恐龙也演化出齿系,雷巴齐斯龙科的尼日龙是最明确的证据。  晚白垩纪的恐龙通常分为三个动物群。在北半球的北美洲与亚洲,兽脚类恐龙主要有大型的暴龙科、以及众多的小型手盗龙类恐龙,优势草食性恐龙则由鸭嘴龙科、角龙下目、甲龙科、厚头龙下目所构成。南半球的冈瓦那大陆持续分裂中,阿贝力龙科是优势兽脚类恐龙,泰坦巨龙类则是优势草食性恐龙。在欧洲,凹齿龙科、结节龙科、泰坦巨龙类则是常见的恐龙。开花植物更为辐射演化,第一群禾本科(草)植物出现在白垩纪末期。鸭嘴龙科与甲龙下目在北美洲、亚洲发展至极度多样化。兽脚亚目也演化出草食性或杂食性的物种,镰刀龙超科与似鸟龙下目更为常见。  白垩纪-第三纪灭绝事件发生于白垩纪末期,接近6500万年前,造成所有恐龙的灭绝,以及鸟类的崛起。但仍有其他双孔动物在灭绝事件中存活下来,例如:鳄鱼、蜥蜴、蛇、喙头蜥、以及离龙类。

环特提斯海恐龙动物群

   自从最早的一批恐龙于2亿2千8百万年前出现在阿根廷的月谷之后,它们由于非常适应于当时的生态环境而迅速进化、发展,并向地球上的各个角落散布。到了距今2亿年至1亿8千万年前的侏罗纪早期,恐龙家族发展到了第一个繁盛期。    当时,盘古古陆已经开始分裂成南北两大块,即北方的劳亚古陆和南方的冈瓦纳古陆。在它们之间有一个宽阔的的古地中海,它还有一个美丽的名字,叫特提斯海,是以希腊神话中的海神之妻特提斯的名字命名的。  不过在侏罗纪刚刚开始的时候,北方大陆与南方大陆还没有彻底分开。因此,恐龙可以环绕着特提斯海在各陆块之间迁徙。  
禄丰龙
  地质学家发现,这一时期以前沉积的地层开始时是一些浅绿色和灰绿色为主的碎屑岩,其间夹有煤层。这表明,那时候气候温暖、湿润,植被繁茂。高大的蕨类、种子蕨、苏铁等植物组成了茂密的森林,而森林中则游荡着各种喜暖喜湿的动物。在森林边缘以及森林间的洼地上河流纵横,湖泊和沼泽星罗棋布,水边生活着一些大型的两栖动物、似哺乳动物和爬行动物中的假鳄类。这样的景观可能一直持续到三叠纪的晚期。到了侏罗纪早期,气候开始发生了变化,干热的气候取代了过去的温湿气候,这可由堆积下来的地层转为了红色地层,其中的化学成分富含钙质胶结以及氧化铁的普遍存在而等到证明。这样的气候当时是普遍的、全球性的。这种气候条件无疑更加适合于完全脱离了水体限制、喜欢热和干旱的爬行动物的发展。恐龙类正是在这样的条件下开始成为地球上陆地生态环境的统治者的。  大量的化石证明,这个时期恐龙的属种类别还不很多。这些原始的恐龙包括小型的兽脚类、古脚类以及原始的鸟臀类,腔骨龙、禄丰龙、莱索托龙等是它们的代表。这些早期的各类恐龙分别是那些在后来的日子里统治地球1亿多年之久的五花八门的恐龙的先驱,是侏罗纪、白垩纪各类恐龙的祖先。由于发现于这个时期的各个陆块上的恐龙化石非常一致,科学家推测当时的恐龙动物群是世界性的,因此把这个动物群称为环特提斯海恐龙动物群。含相关恐龙化石的地层在亚洲、非洲、欧洲和美洲都有发现。其中最有代表性的化石地点有南非的卡鲁盆地和莱索托,美国的亚利桑那州、新墨西哥州以及德克萨斯州的肯亚特和纽瓦克,还有阿根廷的可拉鲁德、印度的孔塔和中国云南的禄丰盆地。

恐龙的分类

  早期的古生物学家认为恐龙是自成一类的爬行动物,因此将其统一分类在“恐龙目”当中。后来发现它们实际上包括了两个不同的爬行动物目,即蜥臀目(一般称为蜥臀类)和鸟臀目(一般称为鸟臀类)。二者的区别在于其腰臀部的骨骼(解剖学上称为腰带)结构:蜥臀类的腰带从侧面看是三叉形,耻骨在肠骨下方向前延伸,坐骨则向后伸,这样的结构与蜥蜴类相似。   恐龙与现代鸟类、鳄鱼都属于主龙类。主龙类的颅骨拥有两个洞孔,称为颞颥孔(Temporal fenestrae),以提供颚部肌肉附着处,眼窝前方则有眶前孔(Antorbital fenestra)。大部分的爬行动物与鸟类,都属于双孔动物;哺乳类与似哺乳爬行动物拥有一个颞颥孔,合称合弓动物;乌龟与早期的副爬行动物,没有颞颥孔,则属于无孔动物。恐龙与其他主龙类拥有许多生理构造上的特征,例如:牙齿位于齿槽中,而非直接从颚部骨头延伸。在主龙类中,恐龙的最显著特征是它们的步态。恐龙的后肢直立于身体下方,而蜥蜴与鳄鱼的四肢则是往两侧摊开。  恐龙常被认为是总目,或是未定位的演化支。恐龙总目以下分为两大目:蜥臀目(Saurischia)和鸟臀目(Ornithischia),以其骨盆结构来区分。根据定义,蜥臀目的范围是:与鸟类具有最近共同祖先,而与鸟臀目具有较远共同祖先的所有恐龙;鸟臀目的范围则是:与三角龙具有最近共同祖先,而与蜥臀目具有较远共同祖先的所有恐龙。

·蜥臀目(Saurischia)

   意为“蜥蜴的髋关节”,骨盆型态比较接近早期的祖先,耻骨朝前。数个演化支的耻骨个别演化成朝向后方,例如:艾雷拉龙下目、镰刀龙超科、驰龙科、以及其后代鸟类。蜥臀目主要包括两个亚目:二足、大部分是肉食性的兽脚亚目;长颈部、四足、草食性的蜥脚形亚目。某些蜥臀目大约在侏罗纪时期演变成为鸟类的祖先。

·鸟臀目(Ornithischia)

   意为“鸟类的髋关节”,拥有类似鸟类的骨盆结构,耻骨朝向后方,但这是趋同演化的结果。与鸟类不同的是,鸟臀目的耻骨有个朝前的突出部分。鸟臀目包含多样性的草食性动物。

恐龙的体型

  恐龙的相关知识来自于多样化的非化石与化石纪录,例如:化石、粪化石、足迹化石、胃石、羽毛、皮肤痕迹、内脏、与软组织。物理学(尤其是生物力学)、化学、生物学、地球科学等相关研究也增长了恐龙的相关知识。恐龙研究的最重要两个课题是恐龙的体型与行为。  尽管目前证据不全,恐龙整体而言的体型很大。以恐龙作为标准来看,蜥脚下目是其中的巨无霸。在漫长的恐龙时代,即使是体型最小的蜥脚类恐龙也要比它们栖息地内的其他动物要大,而最大的蜥脚类则比任何出现在地表的动物都要大出几个等级。巨型史前哺乳动物,如巨犀和猛犸,在巨型蜥脚类动物前不值一提,仅有少数的现代海洋生物的体型接近或超过大型蜥脚类恐龙:最为人熟知的是蓝鲸,体重可以达到173公吨,身长超过30米长。蜥脚类恐龙的巨大体型,可能具有几项优势,例如防御掠食动物、减低能量的使用、长寿,其中最重要的因素应为消化食物。与小型动物相比,大型动物的消化作用更具效率,因为食物在它们的消化系统中待更多的时间。基于此原因,大型动物可用较低营养价值的食物维持生存。蜥脚类恐龙的化石,大部分发现于过去为干旱或季节性干旱的地层中,它们可以大量、低营养价值的植物为食,以在这些环境中维持生存。
身材最大的恐龙——震龙
  然而,大部分的恐龙要比大型蜥脚类恐龙还小得多。现有的证据表明,恐龙的平均大小在三叠纪、早侏罗纪、晚侏罗纪和白垩纪都不断变化。大部分兽脚类恐龙的体重在100到1,000公斤之间,而全新世的掠食性肉食动物则多半在10到100公斤之间。恐龙的体重估计值,大多介于1到10公吨之间。伦敦国立自然历史博物馆的一个研究指出恐龙的体重平均值约在100公斤左右,而新生代的哺乳类体重平均值多在2到5公斤之间。

·最大和最小的恐龙

  只有很小比例的动物最后会成为化石保存下来,况且绝大部分的化石都仍埋藏于地底。只有极少数的已被发现的样本保留有完整的骨骼,而其中保存有皮肤和其他软组织痕迹的则更为稀有。借由比较不同骨头的大小与型态,来重建一副完整的骨架,是一个复杂的过程,而重塑肌肉和器官则更为困难。综合以上几点理由,科学家可能永远无法确定最大和最小的恐龙。  从现有的状况较好的骨架来看,最高和最重的恐龙是长颈巨龙(Giraffatitan brancai,原名布氏腕龙)。长颈巨龙的化石在1907年至1912年间发现于坦桑尼亚。从多具大小相近的个体所组合而成的骨架模型,现正展示于柏林洪堡博物馆,该模型高12米,长22.5米,预期活体的重量在30到60公吨之间。最长的恐龙是27米长的梁龙,是在1907年发现于美国怀俄明州,现正展示于宾州匹兹堡的卡内基自然历史博物馆。  但是对于这些巨大的恐龙的所有知识,都是根据少数碎乱的化石而来。化石记录中的最巨型草食性恐龙标本,大部分是在1970年代后被发现的,包括重大的阿根廷龙,体重估计在80到100公吨之间;梁龙的一个种(Diplodocus hallorum,原名地震龙)身长33.5米,而超龙身长33米长;最高的恐龙是18米高的波塞东龙,头部可以达到6层楼的窗口。而易碎双腔龙(Amphicoelias fragillimus)可能是最长的恐龙,但是对双腔龙的全部知识都来自于1878年发现的一个脊椎神经棘化石,该化石现已遗失。从当时对该化石的图释推断,它有可能达到58米长和120公吨重。双腔龙的重量仅次于罕为人知的巨体龙,巨体龙的体重可能达到175到220公吨。  目前已知最长的肉食性恐龙是棘龙,身长为16到18米,重量为8,150公斤其他的巨型食肉性恐龙有南方巨兽龙、马普龙、暴龙、和鲨齿龙。  不计现代鸟类(如:吸蜜蜂鸟)的话,最小的恐龙体型相当于鸽子。兽脚亚目的近鸟龙和耀龙体长都在35厘米以下。目前已知最小型的成年恐龙标本属于近鸟龙,体重估计为110公克左右。而已知最小型的草食性恐龙则是微角龙与皖南龙,身长约60厘米。
奔跑的三角龙

·恐龙能跑多快?

  英国动物学家麦克奈尔-亚历山大借助现代物理学、工程学的知识和研究方法,对许多古动物和现代动物进行了比较形态功能分析研究,得出了令人吃惊而有趣的结论。  在研究了恐龙的骨骼化石和足印化石后,亚历山大作出判断认为,很多大型的四足行走的蜥脚类恐龙确实是行动慢吞吞的“笨伯”,行走速度只有大约每秒钟1米,与人类散步的速度相近。很大的两足行走的恐龙的足迹表明,它们的行走速度一般不超过每秒钟2.2米,这与人类快速行走时的速度差不多。那些较小的、体重在500公斤左右(与赛马大小相近)的两足行走的恐龙的足印表明,它们能够以每秒钟12米的速度奔跑,这已经超过了人类百米赛跑冠军的最高速度(每秒钟11米),但是仍然大大低于赛马的奔跑速度(每秒钟大约15到17米)。外形有点类似当今非洲草原上的白犀牛的三角龙最快的奔跑速度可以达到每秒钟9米,相当于人类中百米赛跑健将的水平。

恐龙的生理特征

  自从60年代以来,恐龙的体温调节成为科学家们争论的主题之一。最初,科学家们对于恐龙的体温调节能力的看法相当不一致。近年来,恐龙恒温动物说逐渐成主流理论,它们被视为活跃的动物,至少具有相当稳定的体温。目前的争论多在于它们的体温调节机制,以及它们与鸟类、哺乳类的代谢率相近程度。  在恐龙研究的早期,古生物学家认为恐龙是类似蜥蜴的冷血动物。他们认为恐龙是群相当缓慢、慵懒的动物,需要外部热量以调节它们的体温,接近现代爬行动物。恐龙冷血动物说成为主流看法,直到1968年,罗伯特·巴克(Robert T. Bakker)公布了一份革命性的研究,提出恐龙温血动物说。  目前的证据多指出恐龙可生存在较寒冷的气候环境,且至少有某些恐龙借由内部身体机制来调节体温,例如巨大体型造成的巨温性。恐龙恒温动物说的证据包含:在南极洲与澳大利亚发现恐龙化石,两地区在当时位于极区内,有长达六个月的永夜、某些恐龙具有隔绝热量用的羽毛、以及骨头内具有恒温动物特有的心血管结构。从骨骼结构显示,兽脚类与其他恐龙是活跃的动物,若它们具有恒温动物的心血管系统,将符合这样的生活方式;而蜥脚类恐龙则拥有较少的恒温动物体征。最有可能的状况是,某些恐龙是恒温动物,而其他则不是。恐龙恒温/变温动物说的争论与新证据仍在持续进行中。  因为有许多特征可用来判断是否为恒血动物,使得恐龙恒温/变温动物说的争论难以定论。大部分的研究人员将它们与鸟类、哺乳类相比。小型的鸟类、哺乳类的身体覆盖者隔绝物,例如:脂肪、皮毛、羽毛,可减缓身体热量的流失。大型鸟类、哺乳类的身体表面积/体积比例较低。根据霍尔丹法则(Haldane's principle),与身体体积相比,大型动物反而拥有较小比例的表面积,它们释放的热量温度较高,而吸收的热量温度较低。在某种程度体型以上,身体所散发的热量,低于身体所制造的热量,这将使得动物采用其他方式来散发热量。以大象为例,它们皮肤缺乏毛发,但有大型耳朵,可增加身体表面积,或者将身体浸泡在水或泥泞中来降低体温。  大型恐龙被认为具有相同的状况,它们的巨大体型使热量散失较慢,体温高于所处环境,造成巨温性。但这仍无法解释众多的小型恐龙、或幼年个体的体温调节机能。  在2000年,一个对于奇异龙标本的电脑断层扫描,发现了可能是四腔室心脏的结构,类似现代鸟类与哺乳类。这个研究在科学界中引起争议,有其他生理结构、或其他物体等反对意见。恐龙的近亲,现代鳄鱼与鸟类都拥有四腔室心脏(鳄鱼的心脏较不一样),所以恐龙可能也有类似的心脏结构;但心脏结构与代谢率没有必然的关系。

·软组织与DNA

  在1998年,意大利的一处石灰岩地层出土了一个虚骨龙类恐龙化石,名为棒爪龙,这个幼年体化石保存了极为良好的软组织痕迹,包含部份气管、小肠、结肠、肝脏及肌肉。  在2005年五月份的《自然》杂志中,北卡罗莱纳州立大学的玛莉·海格比·史威兹(Mary Higby Schweitzer)与其同事,宣布在一个暴龙腿部骨头的骨髓中发现了软组织。这个化石发现于蒙大拿州海尔河组,年代为6,800万年前。  经过数周的去矿化处理后,史威兹与其团队等人鉴定出分叉的血管,以及纤维状的骨头组织。此外,骨头组织中还具有类似血球细胞的微小组织。这个骨头的结构类似鸵鸟的血球细胞与血管。关于这些组织的真实身分,研究人员目前还没有确定地做出定论。相关的研究仍在进行中。  在2008年7月份的《公共科学图书馆·综合》(PLoS One)杂志中,华盛顿大学的凯伊·托马斯(Thomas Kaye)等人对上述的暴龙软组织提出质疑。他们认为这些骨头中的软组织仅是细菌形成的生物薄膜,这些细菌生存在原本血管与细胞的空间。托马斯等人认为这些结构被误认为是血球细胞,是因为带有铁的微球粒存在。他们在许多不同时期的其他化石,发现类似的微球粒,例如菊石。在菊石的案例中,他们发现含有铁的空间,与血液没有直接的关连。  目前已有两个团队,宣称已在恐龙化石中成功撷取出DNA,但根据更进一步的检验与同行评审,两者的发现都无法受到肯定。根据一份2002年的研究,借由比较现代爬行动物与鸟类的视色素中的胺,可用来推算、重建出原始主龙类与恐龙的氨基酸序列,甚至是基因序列。此外,已在恐龙化石中发现数种可能是蛋白质的物质,包含血红素。  即使恐龙的DNA可以重建,以目前的科学技术,想要重建出一只恐龙并培养长大,是极度困难的。原因是目前没有与恐龙极相近的物种可供受精,也没有适合的环境可使胚胎发育。

·剑龙的剑板

  动物身体的形态结构总是和功能分不开的,是适应环境的进化产物。可对剑龙背部的两排剑板的功能,科学家却大惑不解。以前有人认为,剑板可能是一种保护性的防御装置,既可以保护自己的背部,又可以吓唬敌人。可后来发现,剑板内部多孔,一点不结实,其防身作用就很难实现了。又有人说,是这类动物的拟态或什么特征性的显示构造,但这种说法无法验证,现生动物也没见如此古怪的。  比较能让人赞同的一种说法是,剑板是剑龙调节体温的装置。剑板内的很多细小孔道,可能是生前血管通过的地方。剑龙通过控制流经剑板的血液量来达到散热或吸热的目的。据此人们戏称剑龙为身背空调器的恐龙。

·恐龙的心脏结构

  在美国南达科他州发现的恐龙心脏化石表明,恐龙的心脏与鸟类和哺乳动物的心脏相似,即心脏分为四个心腔,并与一根主动脉血管相连。这样的心脏与爬行动物结构比较简单的心脏大不相同,显示出恐龙生前具有独立的体循环和肺循环,其血液循环的效率是比较高的。

·恐龙的视力

  判断动物的视力好不好,大体有两个标准,一个是眼睛大小,眼睛大视力好,眼睛小视力差;二个是两眼的位置,植食性动物的眼睛长在头部两侧,双眼距离很大,这类动物的视野很广阔,能水平环视可及时发现前面、侧面甚至身后面的敌人;肉食性动物的双眼距离较近,且长在头部的前面,视野有一部分重叠,看物体立体感强,判断目标的距离准确迅速,利于捕食猎物。根据此原理,认为:鸭嘴龙有一双很大的眼睛,眼睛周围有一圈能活动的骨质的巩膜板,其作用如同照相机的光圈,眼的位置又很靠后,所以鸭嘴龙的视力相当好,以便及时发现和躲避霸王龙。蜥脚类恐龙的视力比鸭嘴龙要差一些。剑龙和甲龙的视力更差,可能是恐龙家族的“近视眼”。而肉食性恐龙,如永川龙,霸王龙则具有敏锐的视力。

·恐龙的牙齿

  恐龙的牙齿有勺状齿、棒状齿、叶片状齿和匕首状齿等几大类。鸭嘴龙的为无数小牙齿组成的齿板,后期的恐龙中也有没有牙齿的。这里要注意的是,一条恐龙的嘴巴里只有一种形状的牙齿,称为同型齿。也就是说恐龙的牙齿是没有分化的,功能是单一的,大都只适于撕咬。原来的牙齿磨损了,又会长出新的牙齿替换上去。

·恐龙的尾巴

  恐龙的尾巴同其他陆生四足动物一样,其基本功能是在陆地上行走和奔跑时起平衡身体的作用。有的植食性恐龙的尾巴呈鞭状,或者在尾巴上着生有尾刺、尾锤等结构,则这类尾巴还具有防御敌害的作用。

恐龙的化石发掘历史

  早在数千年前,人类就已发现恐龙的化石,但当时并不晓得这些石头的真实面目。古代中国人将恐龙化石认为是中国神话中的龙骨头,并在史书中留下相关纪录。例如在东晋时期成书的《华阳国志》中,作者常璩便记录到,四川武城曾经发现龙的骨头。中国本部的居民已挖掘恐龙化石多年,认为这些骨头来自于龙,可当作中医的药材。在欧洲,恐龙化石则被认为是神话中的巨人遗骸,或是大洪水时期前的大型动物。居住于古代中亚地区的西徐安人,可能将当地发现的原角龙化石,描述成狮子身体、大型爪、以及鹰头,且守卫黄金的生物,成为狮鹫的形象来源。  在17世纪晚期的英格兰,一些恐龙化石受到科学家的注意,开始初步的学术研究。在1676年,一个化石出土于英国牛津市附近的Cornwell的一处石灰岩采石场。这个骨头碎片被交给牛津大学的化学教授罗伯特·波尔蒂(Robert Plot),他同时也是阿什莫尔博物馆的馆长,他在1677年的《Natural History of Oxfordshire》一书上叙述了对于这些骨头的叙述。他正确地鉴定出将这块骨头是一只大型动物的股骨最下端,波尔蒂认为这些骨头过大,所以并不属于任何已知物种。波尔蒂后来认为这块骨头是个巨大人类的股骨,生存于圣经的大洪水事件之前。在1763年,理查德·布鲁克斯(Richard Brookes)再度叙述这个骨头。他将这块骨头命名为Scrotum humanum,因为它们看起来类似人类的一对睾丸。但是这个学名已经超过50年不曾被任何科学期刊使用,已成为一个无效的遗失名(Nomen oblitum)。这块骨头之后就遗失了,但已留下足够的叙述,使后世科学家得以确认它们属于斑龙的股骨。在1699年,Edward Lhuyd在牛津市近郊发现一颗牙齿化石,命名为Rutellum implicatum。在2002年,科学家发现这颗牙齿属于蜥脚下目恐龙,成为比斑龙还早被命名的恐龙。但是,这个学名的建立早于林奈氏分类系统的建立,而且已经超过50年不曾被任何科学期刊使用,而且是个根据牙齿而被建立的学名,因此本身也是个无效的遗失名。  在1815年到1824年期间,牛津大学的地质学家威廉·巴克兰(William Buckland),收集更多的斑龙化石,并在1824年建立斑龙属(Megalosaurus),成为第一种被正式命名、叙述的恐龙有效属。第二种被命名、叙述的恐龙则是禽龙,是由英国动物学家吉迪恩·曼特尔在1822年所发现、研究,曼特尔当时认为这些化石与鬣蜥有类似处。在1825年,吉迪恩·曼特尔建立禽龙属(Iguanodon)。  欧洲与北美洲的科学家开始关注于这些巨大蜥蜴化石。在1842年,英国古生物学家理查·欧文(Richard Owen)认为斑龙、禽龙、林龙等物种具有许多明显共同特征,因此建立恐龙(Dinosauria)一词,以包含这三个属。在维多利亚女王的丈夫艾伯特亲王的支持下,欧文在伦敦南肯辛顿建立了自然历史博物馆,以展出英国的恐龙与其他动物的化石。  在1858年,正式发现第一个北美洲的恐龙化石。早在1838年,新泽西州哈登菲尔德镇的一个泥灰坑挖出大型的骨头,直到20年后,化石收藏家威廉·帕克·佛克(William Parker Foulke)在当地挖出更多的化石,并由古生物学家约瑟夫·莱迪命名为鸭嘴龙。这副鸭嘴龙标本是首次发现的接近完整恐龙化石,也显示它们是种二足动物,在此之前,大部分科学家认为恐龙是群类似蜥蜴的四足动物。佛克发现的鸭嘴龙标本,开启了美国的恐龙狂潮。  在19世纪后期的恐龙狂潮中,奥塞内尔·查利斯·马什与爱德华·德林克·科普间有激烈的竞争,两人竞相发现新的恐龙,这段著名的竞争称为化石战争。战争的导火线是马什公开指出科普的薄板龙重建有严重的错误,科普将这只蛇颈龙类的头部错置到尾巴末端。两人的竞争长达30年,直到科普在1897年死亡,科普已将他的所有资产投注于恐龙的挖掘工作中,而马什则得到美国地质调查局的协助,有较好的发现。但许多恐龙标本,因为两人的粗略挖掘与处理步骤,而遭到损毁或破坏,例如采用火药来挖掘化石。尽管马什与科普的挖掘工作不完善,但他们的贡献非常巨大,马什命名了86个恐龙的新种,科普则命名了56个,共计142个新种恐龙。马什发现的化石现正存放于耶鲁大学的皮巴第自然历史博物馆,科普的化石则存放在纽约美国自然历史博物馆。  自1897年起,恐龙化石已在各大洲发现,甚至包含南极洲。第一个发现的南极州恐龙是甲龙科的南极甲龙,是在1986年发现于罗斯岛;但在1994年,兽脚亚目的冰脊龙首先在科学期刊中被正式命名、叙述,成为第一个被命名的南极洲恐龙。  目前的恐龙挖掘热区有南美洲南部(尤其是阿根廷)与中国。中国发现了许多有羽毛恐龙标本,当时的干燥气候有助于保存化石与化石化的过程。

四川自贡大山铺的“恐龙公墓”

  位于中国四川省自贡市的大山铺恐龙化石地点,以其埋藏丰富、保存完整而令世人瞩目,因此有些科学家把大山铺形象地称为“恐龙公墓”。那么,这个“恐龙公墓”是怎样形成的呢?这个迷一样的问题吸引了许多科学家的兴趣。他们从不同的角度研究这个问题,得出了一些结论,虽然还不能完全解开这个迷,但是多多少少为我们最终认识这个问题提供了可供参考的依据:
大山铺化石点

·原地埋藏论

  这个理论由成都地质学院岩石学教授夏之杰提出,其根据是岩石学以及恐龙化石的埋藏特征。   大山铺恐龙的埋藏地层在地质学上属于沙溪庙组陆源碎屑沉积,以紫红色泥岩为主,夹有多层浅灰绿色中细粒砂岩和粉砂岩,属河流相与湖泊相交替沉积。也就是说,在1亿6千万年前的侏罗纪中期,大山铺地区河流纵横、湖泊广布。这样的自然环境,再加上当时温和的气候条件,使得这里完全成为了一个恐龙生存繁衍的“天堂”,成群结队的各类恐龙生活在这片植被茂密的滨湖平原上。但是,很可能是由于食用了含砷量很高的植物,大批的恐龙中毒而死,并被迅速地埋藏在较为平静的砂质浅滩环境里,还没有来得及被搬运就被原地埋藏起来,因此形成了本地区恐龙化石数量丰富、保存完整的埋藏学特征。  这个理论因符合埋藏学原理而显得很独特,但是它还是使人感到证据不足,因为当时大山铺地区的植物的砷含量的平均背景值是多少?能够致使恐龙猝死的砷含量又是多少?分析砷含量时的取样是否有代表性?这些问题依然需要进一步的深入研究。
大山铺的翼龙

·异地埋藏论

  这个理论认为大山铺的恐龙是在异地死亡后被搬运到本地区埋藏下来的。其证据包括:(1)如果是原地埋藏,无疑应该大多数是完整或较完整的个体,而事实恰好相反,本地区恐龙化石虽然已经发掘采集了100多个个体,但其中完整或较完整的仅有30多个个体,大约只占总数的五分之一。(2)综观化石现场,除埋藏丰富、保存完整容易被人发现的特征外,有一种不易被人所注意的普遍现象是,靠近上部或地表的化石较破碎零散,大都是恐龙的肢骨,而且很像经搬运后被磨蚀得支离破碎的样子;同时越是接近上部岩层,小化石越多,如鱼鳞、各种牙齿遍及整个化石现场,翼龙、剑龙与蛇颈龙的椎体也十分零星,并具有从南到北依次从多到少的分布规律。下部岩层则几乎都是体躯庞大的蜥脚类恐龙,保存都不完整,很明显是经过搬运后的结果。(3)砾石层的发现是研究沉积环境的重要根据。大山铺发现的砾石均位于化石层的底部,从其特征判断是经过搬运的产物,可能与恐龙化石群的形成有密切关系。

·综合论

 
大山铺的剑龙
 多数的科学家认为,大山铺恐龙公墓中大部分化石是搬运后被埋藏下来的,也有少部分为原地埋藏,因此这是一个综合两种成因而形成的恐龙墓地。本区恐龙与其它脊椎动物为何如此丰富?如果只有恐龙一个家族在此埋藏,两种理论可能都比较容易理解,但是除恐龙外,这里还有能飞行的翼龙以及水中生活的蛇颈龙、迷齿两栖类等等,它们的生活环境看各不相同。地质研究证明,侏罗纪中期的大山铺是一个洪泛平原,这些古老的爬行动物也可能和现生动物一样,对生活环境具有明显的选择性。恐龙中性情温和的蜥脚类恐龙常常成群结队生活于地形较低的湖滨平原上;剑龙喜居于距湖滨稍高而常年蕨类丛生的山林中;鸟脚类恐龙以其形态结构轻巧灵活又善于奔跑的特点,活跃于较高的台地上。其它脊椎动物,如翼龙,仅能在湖岸林间作低空飞行。恐龙与这些脊椎动物的生活环境和习性有着极大的区别,但它们为何会集中埋藏到一起呢?大概只能是经搬运从不同地点转移过来的;但是为什么又有许多完整的化石骨架呢?这显然又是原地埋藏的产物。最后,这种种现象看来只能有一种解释,即大山铺“恐龙公墓”的成因是原地埋藏和异地埋藏两种方式综合而成。

中国最早被命名的恐龙

  作为世界上最重要的恐龙产地之一,中国的恐龙化石发现地遍及东西南北。云南、四川、山东、内蒙、新疆等地都以出土了大量的恐龙化石而闻名于世。中国最早被科学地命名的恐龙化石却正是发现在黑龙江省、黑龙江畔的一个小渔村附近,这个小渔村就是嘉荫县的渔亮子。 
满洲龙
  由于黑龙江水的长期侵蚀,沿江两岸的地层不断地被剥蚀,里面埋藏的恐龙化石就不断地被冲刷出来,暴露在江边的河滩上。当地的渔民发现了这些化石后非常惊奇,因为他们从来没有见过这么粗大的动物骨骼。消息不迳而走,被对岸的俄国军官听到了,就前来调查并采集化石。最初,俄国人把这些大化石骨头误认为是猛犸象,而且在俄国伯力地方报纸上作了报道。俄国地质学家被这一报道所吸引,从1915年至1917年连续到我国进行了三年的大规模考察和发掘,采集到一批恐龙化石。他们把采到的化石进行了修理,并配上三分之一的石膏模型,把这些化石装架起来,陈列到彼得堡地质博物馆里。研究认定,这是一种鸭嘴龙,高4.5米,长约8米,俄国地质学家把它命名为满洲龙。   嘉荫出土的这些满洲龙化石颜色大多是深褐色或黑色,埋藏在砾岩中,石化程度很高,质地坚硬,黝黑发亮。造成这种状况的原因很可能是由于含化石的砾石层是含油层位,因此地下的石油长期浸泡化石的缘故。   鸭嘴龙是恐龙家族中的晚辈,生活在白垩纪晚期,是一类以植物为食的素食恐龙。它们那两条巨大的后腿与长长的尾巴构成一个类似于三脚架的装置,足以支撑其笨重的躯体。它们前肢短小,自由地悬在身体上部,可以用来抓取树上的枝叶。它那高昂的头上长着一张偏平的鸭子似的嘴,嘴里长着数百颗小牙齿。这些牙齿呈棱柱形,牙根细长,一层层地镶嵌排列着。这样,当上层牙齿磨蚀殆尽,下层的牙齿就长上来补充。因此,鸭嘴龙就有了能够自我修复和更新零件的用于研磨粗纤维性食物的高效器官,这也许正是它们特别适应于白垩纪晚期的生态环境的原因,因为,到了白垩纪晚期的时候,地球上柔软的蕨类植物已经衰落,而多粗纤维的、较硬的裸子植物和被子植物已经开始成了地球植被中的优势类群。   嘉荫县不仅出土了属于鸭嘴龙的满洲龙化石,还发现了似鸟龙化石和大量的植物化石。对这一生物群落的研究和分析表明,现在如此寒冷的黑龙江畔在6500万年前的白垩纪晚期气候温暖潮湿、植物茂密繁盛,气候条件与现代的海南岛差不多。   令每一个中国人深感遗憾的是,中国出土的第一条被科学命名的恐龙并没有被珍藏在中国。好在,20世纪70年代以来,我国地质学工作者和古生物学家在那条恐龙的附近又找到了新的恐龙化石地点,发掘出了一批新的满洲龙化石。这些化石现在陈列在黑龙江省博物馆、中国地质大学博物馆等科普场所里,正在向观众讲述着6500万年前的故事。

恐龙灭绝理论

   恐龙消失于6千5百万年前的白垩纪-第三纪灭绝事件,同时间还有许多生物也跟者灭亡,包含:菊石、沧龙科、蛇颈龙目、翼龙目、草食性的乌龟与鳄鱼、大部分鸟类、以及原始哺乳类。自从70年代以来,有许多研究试图探索这次灭绝事件的原因,并形成数个理论。通常的解释是一个撞击事件造成了灭绝,有些科学家提出其他理由,或者是几个综合事件导致这次灭亡。  在恐龙时代末期,极区并没有冰帽,海平面比现在高出100到250米。地球各地的气温差异不大,极区与赤道地区的气候相差不到25°;整体而言较今日暖和,极区的气温高于现在的气温约50°。  恐龙时代的大气成分也与今日有极大差别。二氧化碳是今日的12倍,氧气则占了大气的的32%到35%,而今日只占了21%。但是在晚白垩纪,地球的环境有显著的变动。火山活动增加,造成气候变冷,二氧化碳比例下降,氧气比例开始变动。有些科学家认为气候变化、低氧气比例,可能是灭亡的直接原因。如果恐龙的呼吸系统类似现代鸟类,它们的呼吸效能将会有困难,需要更多氧气才能维持巨大体型的需要。

·撞击事件

  在1970年代后期,加州大学柏克莱分校的路易斯·沃尔特·阿尔瓦雷茨(Luis Walter Alvarez)提出了彗星撞击理论,造成了白垩纪末期的大规模灭绝事件。阿尔瓦雷茨提出世界各地的地层,铱含量在6,500万年前有大量的增加,可视为撞击的直接证据。有许多证据显示当时有颗直径5到15公里的陨石或彗星,撞击现在的犹加敦半岛地区,形成宽170公里的希克苏鲁伯陨石坑,引发此次灭绝事件。但科学家不确定恐龙是在撞击事件中灭亡,还是在此之前就已经衰退。另有科学家提出这次撞击,使大气层布满灰尘,或者是使地球气温上升。  化石纪录不能看出恐龙灭绝的速度,但许多不同的测试研究发现它们的灭亡相当迅速。这些结果使科学界更加相信彗星撞击理论。撞击事件短期内会造成高温,而扬尘会遮辟天空,造成全球性的长时间气候冷却。大部分植物因无法光合作用而消失,草食性恐龙也因没有食物而死亡,而肉食性恐龙也因没有食物来源,也渐渐灭亡,仅有小型动物和少量植物幸存下来。  在2007年9月,美国科罗拉多州美国西南研究院的研究人员威廉·波特克(William Bottke)与数位捷克籍的科学家,利用电脑计算出希克苏鲁伯撞击事件的可能肇事者。根据他们的模拟计算结果,该陨石坑有90%的可能性是由一个名为巴普提斯蒂娜(298 Baptistina)的小行星所造成的,该小行星直径接近160公里,运行于火星与木星之间;在1亿6000万年前,巴普提斯蒂娜小行星被一颗直径约55公里的未命名小行星撞击后粉碎,主要的碎片形成巴普提斯蒂娜族小行星带,而某些碎片则闯入地球的公转轨道,其中一颗直径10公里的碎片,在6,500万年前撞击了墨西哥犹加敦半岛,形成希克苏鲁伯陨石坑。  威廉·波特克的研究结果与阿尔瓦雷茨的理论相似,另外也采纳了柏克莱大学的物理学家查理·穆勒(Richard A. Muller)所提出的太阳伴星理论。查理·穆勒提出太阳有颗名为复仇女神(Nemesis)的伴星,复仇女神每隔2,600万年会经过奥尔特云彗星带,干扰了彗星的轨道,使众多彗星进入内太阳系。这些彗星的少部份会进入地球的公转轨道,与地球发生撞击,进而造成大规模的灭绝事件。

·火山爆发

  在2000年以前,就有学者主张德干暗色岩(Deccan Traps,一种洪流玄武岩地形)是这次灭绝事件的主因,但因为这次火山爆发始于6,800万年前,并持续超过200万年,所以当时认为德干暗色岩火山爆发所造成的灭绝事件应该是逐步、缓慢的。但现在有证据显示,有2/3的德干暗色岩地形,是在一万年内形成的,发生于6,550万年前。显示这次火山爆发造成了快速的灭绝事件,可能在数千年内,但还是远比撞击事件长。  德干暗色岩火山爆发借由数种方式造成了灭绝事件,灰尘与二氧化硫与二氧化碳等温室气体大量喷出,灰尘使地表的日照量下降,植物的光合作用减少;当灰尘慢慢降落至地表时,火山爆发喷出的二氧化碳气体,可能增加了温室效应。许多植物因此而死亡,草食性恐龙因没有食物而灭亡,而肉食性恐龙也相继灭绝。在恐龙大规模灭绝前,火山爆发喷出的气体,似乎与全球暖化有关。有证据指出在希克苏鲁伯撞击事件之前的50万年内,大气温度曾上升8 °C。  在德干暗色岩火山爆发仍被认为是缓慢灭绝事件时,路易斯·阿尔瓦雷茨便已提出古生物学家被少数的资料所混淆。他的警告当时被没有被接受,但后来针对化石层的研究工作,证明早期的相关研究有误。目前大部分古生物学家已普遍接受撞击事件是白垩纪末灭绝事件的主要原因。不过,路易斯·阿尔瓦雷茨的儿子华尔特·阿尔瓦雷茨(Walter Alvarez)认为在这次撞击事件前,地球上已发生其他重大事件,例如:海平面下降、造成德干暗色岩的大规模火山爆发,它们可能也是这次灭绝事件的综合原因之一。

·生态系统变迁

  在2008年,Graeme T. Lloyd等人提出假设,认为开花植物的出现,造成白垩纪晚期的恐龙多样性降低。在白垩纪早期以前,陆地的优势植物是裸子植物,例如针叶树;在白垩纪中晚期,开花植物开始成为优势植物之一,但其地理范围有限。根据恐龙的粪化石显示,白垩纪晚期的大部分草食性恐龙仍以裸子植物为食,只有少部分以开花植物为食。同时,草食性昆虫、哺乳动物的物种数量迅速增加,显示它们已经适应以这种新型态植物为食。Lloyd等人假设,相对于这些动物的多样性增加,白垩纪晚期的恐龙多样性则降低,这可能是导因于缓慢变迁的植物生态系统。

·《自然》杂志:太阳系行星轨道改变造成恐龙灭绝

  美国加利福尼亚大学的研究人员发布报告称,太阳系行星运行轨道的突然改变有可能是造成恐龙灭绝的主要原因。  美国加利福尼亚大学的数学家们利用计算机模型描绘出了过去一亿年里太阳系行星运动的精确轨迹。令他们颇为诧异的是,研究发现太阳系行星的运行轨道直到距今6500万年前才逐渐稳定下来,而这一时期正好是恐龙灭绝的年代。  研究人员发现,大约在6500万年以前,距太阳系中心较近的几颗行星轨道突然发生了改变。他们认为其原因很可能是一些微小的不规则运动在积年累月之后逐渐放大,在到达了某一临界点后,形成了一系列的连锁反应,从而使距太阳系中心较近的几颗行星轨道发生了较大的改变。  《自然》杂志报道称,这样的轨道改变有可能使一些位于行星之间的、原本处于静止状态的小行星变得不稳定,使它们在太阳内穿梭游弋,最终使小行星与地球发生碰撞,造成恐龙灭绝。据负责这项研究的布鲁斯-拉尼加(Bruce Runnegar)称,“恐龙灭绝与行星轨道的突然改变发生在大致相同的年代里,这很可能并非巧合,如果当时水星、地球和火星的轨道发生突然改变,那么小行星估计也将同样受到影响。”