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為什么研究恐龍？因為要向上一代陸地霸主學(xué)習(xí)地球攻略 | 邢立達

 牛人的尾巴 2019-11-04
“我們要研究、理解人類未來會變成什么樣子，就首先要知道人是怎么來的。恐龍就是這個大故事里面的關(guān)鍵一環(huán)。它是以前陸地的霸主，我們是現(xiàn)在陸地的霸主。這一代的霸主總是想要去了解上一代的霸主?！?/section>

邢立達

 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）副教授

很多人問我，邢老師，你們?yōu)槭裁囱芯靠铸?？你們究竟在研究什么？我覺得這是一個很有意思的問題。

恐龍其實有兩個定義。

第一個指的恐龍包括了已經(jīng)滅絕的非鳥恐龍及現(xiàn)生鳥類，是出現(xiàn)于中生代多樣化優(yōu)勢陸棲脊椎動物，曾支配全球陸地生態(tài)系統(tǒng)超過1.5億年之久。

另一個指的是恐龍的種系發(fā)生學(xué)定義，它是三角龍與現(xiàn)生鳥類的最近共同祖先，以及其最近共同祖先的所有后代。

為什么研究恐龍


人是自然演化而來的。我們是從非常小的細(xì)胞演化來的，從魚到人，一步一步。人類最近的祖先是靈長類。而恐龍是研究整個演化的最佳的媒介。

你可能會想，我不在乎以前怎么樣，但是以后變成什么樣子，至少你會有興趣吧。

我們要研究、理解人類未來會變成什么樣子，就首先要知道人是怎么來的?？铸埦褪沁@個大故事里面的關(guān)鍵一環(huán)。它是以前陸地的霸主，我們是現(xiàn)在陸地的霸主。這一代的霸主總是想要去了解上一代的霸主。


恐龍繁衍了1.6億年，有成千上萬個物種，還包括有史以來最大的陸生動物。人類對這個尺度是沒有概念的。比如你覺得一分鐘好久，五分鐘好久。但是，恐龍學(xué)的尺度是百萬年。

因此，恐龍對生物力學(xué)、大尺度的演變等等也提供了重要的素材。

大部分人對長度也是沒有概念的。一個人1.9米我們覺得好高，但恐龍身高有45米、60米，我站起來只到它的腳趾甲上面。

恐龍存在的這1.6億年是一個閉環(huán)，一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。我們?nèi)祟惼鋵嵅恢郎鷳B(tài)系統(tǒng)是什么樣的，因為人對生態(tài)系統(tǒng)的干涉太多了。

恐龍學(xué)使我們能研究一個長期的、真實的生態(tài)系統(tǒng)。沒有人的地球生態(tài)系統(tǒng)只能從化石記錄中尋找。

在整個史前時期，恐龍必須面對氣候的重大變化，比如天氣的巨大變化、重大地質(zhì)災(zāi)害、巨大的火山噴發(fā)、海平面的上升、下降等等，所有這些變化都記錄在化石中。

恐龍也是一個非常偉大的教育工具。幾乎所有小孩都對恐龍感興趣。為什么小朋友喜歡恐龍？因為恐龍很神秘，但又非常形象。

在三四歲的時候，孩子們可能無法理解抽象的概念，但是恐龍是那樣鮮明生動，極為吸引人。

恐龍是非常具體的東西，它可以瞬間拉近親近感。而且非常有意思的一點是，它很安全，可以讓人自由地放飛想象力。它們夠大、夠猛，卻又滅絕了，毫無危險，這是優(yōu)秀的前輩古爾德說的。

如何用恐龍來引導(dǎo)孩子呢？

我們可以通過恐龍激發(fā)小朋友對大自然的興趣，幫助孩子們理解大自然。通過參加田野工作可以培養(yǎng)他們的觀察力、毅力、專注力。

同時，它也是一個科學(xué)思維的訓(xùn)練過程。比如說，科學(xué)需要證據(jù)，霸王龍有13米長，證據(jù)呢？它的化石有13米長就是證據(jù)。

它還有推理的過程。比如說，霸王龍有毛嗎？現(xiàn)在不知道。但是，霸王龍的祖先有毛，它的后代可能會有，或者是局部會有，這都是科學(xué)的思維。把恐龍用在思維引導(dǎo)方面，就是所謂的科學(xué)精神。

總之，孩子可以根據(jù)恐龍建立知識鏈條，通過推理過程培養(yǎng)自己的邏輯思維和推理能力。

你們以后的小孩可能也會遇到這個問題，他們可能會特別喜歡一個東西，比如說，特別喜歡恐龍。這時候你可以帶他去博物館，帶他去地質(zhì)公園，參加夏令營，你一定要提供更多的機會給他。

有時候帶著孩子們充分體會野外工作的艱辛也是必要的，因為真實的恐龍學(xué)并不浪漫。

當(dāng)然，也一定要創(chuàng)造出燃起別的興趣的環(huán)境，盡可能讓他接觸不同的領(lǐng)域。你要給小朋友提供更多的可能性，因為越早看到一棵樹，就有可能錯過整個森林。
我們在研究什么？
我們研究恐龍的什么呢？我們研究恐龍的骨頭、體色、足跡、習(xí)性、叫聲、蛋、體溫、體重。體重最不重要，因為都是編出來的。
先賢查理·歐文，迷戀于權(quán)力斗爭，是維多利亞女王的好朋友，在學(xué)術(shù)界大家都不太喜歡這個人，因為他非常強勢。


但是，他卻找到了三只破破爛爛的恐龍或者說怪物，創(chuàng)造了恐龍這個詞，叫Dinosaur，就是恐怖的蜥蜴的意思。

從那之后，我們這個學(xué)科就誕生了。大家只是覺得它可能就是覆蓋了一些鱗片的大爬蟲、大蜥蜴，特別丑，這也是長期以來恐龍在大眾心中的形象。

但是，有一件事的出現(xiàn)，古生物學(xué)家也沒有料到，會讓大家對恐龍的觀感產(chǎn)生這么大的改變。

那就是1993年電影《侏羅紀(jì)公園》的上映。這部電影開啟了我們的恐龍夢想。大概是我高三時，我參與了這部電影第三部中文版的翻譯。

電影里面男主角格蘭博士的原型就是我在加拿大讀碩士時候的導(dǎo)師。我也是因為這部電影知道了這位學(xué)者并進一步追尋到加拿大，找他做我的老師。

2015年，這部電影重啟，在小朋友中間又燃起了對恐龍的喜愛熱潮。

到現(xiàn)在為止，有很多關(guān)于恐龍的新知識幫助我們更新概念，比如說，恐龍是長羽毛的。

1995年，中國發(fā)現(xiàn)了第一只帶毛的恐龍，叫中華龍鳥，它為恐龍演化為鳥類中間一環(huán)提供了最重要的事實依據(jù)。在那之后，發(fā)現(xiàn)了大量帶毛的恐龍。


大家可以看，圖中這兩者有沒有相似性？恐龍演化成鳥類是事實。所以，我們現(xiàn)在最大的恐龍是鴕鳥，最小的恐龍是蜂鳥，這么說都是對的。

恐龍有毛且會飛，它的羽毛是不對稱的，不對稱的羽毛才有空氣動力學(xué)。

小盜龍不是只有兩個翅膀，而是有四個翅膀。它腳上還有一對翅膀。它會飛，而且飛得非常好。從那之后，我們知道恐龍跟鳥類之間的關(guān)系變得非常模糊，這對我們的研究來說更糟了。
這是小盜龍科學(xué)復(fù)原之后的樣子，變得非常像鳥了，很漂亮。這個就是它的羽毛的色素體。

之前有小朋友問我可不可以把恐龍涂成粉紅色。其實是可以的，因為我們不知道恐龍是什么顏色的。
但是有一個原則，侏羅紀(jì)時期，地球上沒有草，沒有花，所以不能把侏羅紀(jì)時期的恐龍涂成紅色。不過白堊紀(jì)時期跟現(xiàn)在差別不是特別大，可以涂成各種顏色。


恐龍是什么顏色的，我們一直不知道。直到有位先驅(qū)研究了墨魚化石。它的墨囊保存下來了，是黑色的。他就想這個黑色是真的以前的黑色，還是在它成巖過程中出現(xiàn)的黑色呢？

他破解了這個問題，發(fā)現(xiàn)里面像甜甜圈一樣的古色素體。通過古色素體，復(fù)原出了恐龍的膚色，但并不是所有恐龍都可以，只有那些皮膚印痕——皮膚的膜或者羽毛的膜保存得非常好的恐龍才可以。

按照我們的思維，恐龍在森林里面生活，保護色應(yīng)該是棕色。它們的頭冠可能很漂亮，求偶季節(jié)可以去炫耀。

但是科學(xué)復(fù)原出來的顏色，讓我們知道之前的想法錯得特別離譜。它們其實有點像熊貓一樣，黑白兩色，這可能起到一種迷彩的作用。


我們還發(fā)現(xiàn)了很多奇怪的恐龍，比如這只恐龍死的時候在睡覺，可能是沙丘或者泥土崩塌把它蓋住了，它保持了一個非常可愛的睡覺的姿態(tài)。

它的頭埋在翅膀下面，尾巴是蜷起來的，特別像鳥，很多鳥類睡覺時就是這個姿態(tài)。

所以，從行為學(xué)的角度來告訴我們，恐龍跟鳥類的親緣關(guān)系不僅在骨骼層面、顏色層面，還擴展到它們的生活習(xí)性。

這些龐然大物，你可能會認(rèn)為它的動作很慢。比如我踩了這只恐龍的尾巴，它是不是要明天這個時候才感覺到？不會的。

恐龍沒有你想的那么笨，它生物電的速度非?？?，60米的體長也不妨礙它能夠感知到有人在戳它的尾巴末端。

科學(xué)家做了一些非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治?，比如看恐龍牙齒同位素里面C13和C18的含量。溫度越高，同位素的含量越高，由此我們可以推測恐龍的體溫。


上圖顯示的是腕龍?！顿_紀(jì)公園》第一部，主角進去之后，下了吉普車，他看到一只活著的恐龍時特別震撼，他女朋友當(dāng)時在看別的地方，他又把女朋友的頭掰過來，那瞬間看到的就是腕龍。

腕龍的體溫有38℃，跟人發(fā)燒的時候差不多。小型一點的蜥腳類恐龍的體溫是35.7℃，跟人低燒或者沒有發(fā)燒時的體溫差不多。

恐龍其實是非常溫血的動物，它的體溫比鱷魚這樣的冷血動物高得多，但是又比鳥類低。這說明恐龍這類動物其實可以支撐它們相對活躍的生活，沒有你想象中那么笨重，那么軟綿綿。

我們也非常關(guān)心恐龍奔跑的速度。因為跑得快意味著代謝各方面可以支撐得住它這樣的身體。從科學(xué)角度來說，它的時速大概18千米，這個速度并不慢，相當(dāng)于馬拉松比賽的水平。

恐龍的咬合力我們也非常關(guān)注。一口下去可以咬成什么樣子？可以把汽車的頂蓋揭開，咬力非常大。

比如說霸王龍，它是整個生命演化里面最終極的獵食武器，類似人類的格斗之王，它身上的每一寸皮膚都是為了更好地殺死對方。


我們現(xiàn)在對恐龍的研究已經(jīng)深入到它的骨頭里面，到更小的細(xì)胞的級別。有科學(xué)家復(fù)原出來恐龍的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。雖然有爭議，但是這些結(jié)構(gòu)的片段跟現(xiàn)在的雞或者現(xiàn)在的鳥類非常相似。

另外，我自己的一個研究方向是恐龍的足跡學(xué)。我有一位非常好的印度朋友，他研究恐龍的糞便。

恐龍的糞便更有意思，我特別想研究，但是我找不到恐龍的糞便，因為恐龍的糞便非常罕見。


上圖是霸王龍的糞便。把它的糞便做成切片，切一部分觀察它的斷面，可以發(fā)現(xiàn)里面有很多別的恐龍骨頭的碎片，這些骨頭有一部分可以去復(fù)原。

霸王龍會吃三角龍、鴨嘴龍，這說明它可能在某種程度上是一種捕殺活物而不是只食腐的動物。


恐龍的足跡學(xué)也很有意思，這是我上個月在《新聞聯(lián)播》上給大家介紹我們發(fā)現(xiàn)的亞洲首例霸王龍的足跡。

霸王龍的足跡很大，大概有60厘米長。它是目前中國發(fā)現(xiàn)的最大的肉食恐龍的足跡，但是它的親戚北美洲的霸王龍留下來的一個腳印就有94厘米長。

恐龍的足跡可以帶給我們很多骨頭不能帶來的信息，比如恐龍能跑多快，恐龍在干什么。

我這輩子看過最有意思的恐龍足跡是這樣的：三只恐龍從不同的方向到一個地方去。這個地方我們叫它混亂點，在這個混亂點，恐龍的足跡變得非常亂。

這三只恐龍從不同的地方走到一起，可能發(fā)生了一些不好的事情，結(jié)果只有兩只離開了那個地方。

大家可能會說，你有什么證據(jù)能證明它一定是同時發(fā)生的呢？是不是有可能一只恐龍來了，轉(zhuǎn)個圈走了，另外一只恐龍來了，轉(zhuǎn)個圈也走了？

我有證據(jù)，在另一個方向，有一只不同品種的恐龍走過來了，它走到接近這個混亂點的時候掉頭走了。在路上看到別人打架，可以看嗎？不可以，你要走。

這就是我們非常堅實的一個證據(jù)。這只恐龍看到了不好的事情掉頭走了，這是世界上首次發(fā)現(xiàn)恐龍掉頭的行跡。

這個證據(jù)可以告訴我們恐龍是怎么走的。你現(xiàn)在想想看，狗怎么走，鱷魚怎么走，其實都是不一樣的。

恐龍的足跡告訴我們：大型的恐龍是同手同腳的，它是左左、右右這樣走的，跟你想的交錯走是不一樣的。


2016年，我們發(fā)現(xiàn)了世界上第一枚恐龍琥珀。這個琥珀很漂亮。

我們后面還有很多有意思的發(fā)現(xiàn)。我們發(fā)現(xiàn)琥珀里第一只鳥。我們給它起了個名字，叫泡椒鳳爪。


這只鳥的全長大概有6厘米，非常小。它可能出生只有幾天或者一周，是只寶寶鳥，但是它已經(jīng)非常成熟了，它的羽毛已經(jīng)基本成形了，意味著它很快就可以飛走了。這是我們用CT掃描得到它里面的一些細(xì)節(jié)。


這是我們發(fā)現(xiàn)的第一只蛇，特別可愛，是一個蛇寶寶。它應(yīng)該是剛從蛋里出來非常短的時間，很遺憾，我們只發(fā)現(xiàn)了它的一半，沒有發(fā)現(xiàn)整只。


這是我們掃描之后的一張圖，收藏琥珀的老師開始以為它是蜈蚣，其實它是蛇。它最小的一個椎體才0.35毫米。

我們發(fā)現(xiàn)了這么多琥珀，大家都說我們是研究史前動物園的。

我們發(fā)現(xiàn)的都是一些寶寶，因為太大的動物，琥珀這種樹脂也不能把它抓住。所以，我們只是通過一些非常小的動物來復(fù)原當(dāng)時整個生態(tài)。


我們現(xiàn)在發(fā)表的文章非常好，因為我們的材料得天獨厚。保守地說，我們的研究發(fā)現(xiàn)占據(jù)了全世界琥珀里面的脊椎動物研究的4/5。我們首次（也是人類首次）在琥珀里面發(fā)現(xiàn)了鳥類、恐龍、蛙類、蛇類，還有大量奇怪的標(biāo)本。

拿蝸牛來舉例。蝸牛的觸角你一戳，它就會縮回去。我在琥珀里面發(fā)現(xiàn)一個沒有來得及縮回去觸角的蝸牛。

我們還發(fā)現(xiàn)了琥珀里的蝦和螃蟹，但是現(xiàn)在還沒有發(fā)表。應(yīng)該會在今年晚些時候開一個類似“白堊紀(jì)的海鮮拼盤”的新聞發(fā)布會。


我們花了三四年的時間基本重建了距今一億年前緬甸北部或者中國最南部的白堊紀(jì)是什么樣子的。這是我們團隊做的工作，希望對大家有所幫助。

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