第一隻恐龍何時出現?恐龍的祖先是誰?科學家用化石揭2億年前的驚人秘密

2022-08-21 11:30

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如果西里龍科起源於兩億四千五百年前,那麼牠們的直系親屬恐龍也一定是如此。在曼達組中甚至發現一種可能是恐龍的尼亞薩龍(Nyasasaurus),但這只是根據幾根分散的骨骼所做的推測。

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恐龍起源的宏觀生態學

如果恐龍起源於早三疊世而不是晚三疊世,那麼牠們起源的時間就會回到生命史上最動蕩的一段時期。那時生命正從幾乎完全毀滅中恢復,地球環境因酸雨、全球暖化和海底氧氣流失等可怕事件反覆受創。這一切都始於兩億五千兩百萬年前發生的那場有史以來規模最大的大滅絕:二疊紀—三疊紀大滅絕。

這場滅絕是由位於今日西伯利亞的大型火山爆發所引起的,這造成一場嚴重的環境破壞,酸雨和極端暖化氣候摧毀了陸地上的森林,植物和土壤都被沖入大海,徒留一片枯槁大地,上面布滿岩石,又得遭受到高熱曝曬。淺海區塞滿了殘渣,酸度和溫度也都提高,這擾亂了正常的海洋循環。陸地和海洋中的生命飽受肆虐,僅有百分之五的物種倖存下來。

通常,在一場大滅絕事件後,生命可以在一個算是良性的世界中恢復。然而,早三疊世的世界離良性還很遠。危機發生後的六百萬年間,火山爆發和環境破壞反覆發生。生命在恢復五十萬年後又再次退回原點。就是在這樣動盪不安的世界中,出現了第一批恐龍,牠們在大滅絕後這樣百無聊賴的荒蕪環境中冒險一搏,與其他類群一較高下。

我在1993年發表的那篇論文中,挑戰過去假定恐龍成功競爭的模型,並於其中提出另一種滅絕模型。為了驗證這個假設,我做了化石紀錄、鑑種,並盡可能找出牠們的地質年代。這至少讓我可以測試變化的模式。我的數據顯示在三疊紀期間,爬行類的動物組成發生了相當劇烈的變化。羅默、科爾伯特和查里格一直都是對的,從三疊紀開始就出現了合弓類動物群,之後進入以喙頭龍為主的動物群,而在三疊紀結束時,到處都是恐龍。但這變化發生得很快,在一次事件中,時間大約在兩億三千年前。

我的模型是以生態為主。這意味著我得記錄不同物種的存在與消失,但我也還想記錄牠們在生態上的重要性。要做到這一點,需要了解牠們的體形大小和可能的飲食方式,同時還需要了解牠們的豐度。換句話說,我要回答的問題是,在任何一個特定位置,每一百個樣本中,會有多少隻屬於任何一個類群?我很驚訝地發現,凡是有喙頭龍類出現的地方,牠們的比例通常在整個動物群中占了五成以上。事實上,在埃爾金和其他一些地方,牠們可能占所有標本的百分之八十以上。

以相對豐度來代表牠們的生態重要性,這項嘗試顯示出喙頭龍類是當時世界上主要的植食性動物,然後在兩億三千萬年前的某個特定時間點,牠們全部消失了。這就是重點所在。在地層中,牠們並不是從八成減少到四成,再到兩成。前一秒牠們還在,然後再往上幾公尺高的地層中,就全都不見蹤影。當然可以簡單地記下一筆,說這時全世界突然消失了一兩個物種,但在生態上,這少數幾種喙頭龍類在當時位居其生態系的主宰,在消失後勢必留下一個很大的裂口。(稍後將再回頭討論喙頭龍突然消失的可能原因。)

這就是我在1993年提出的論點的核心。從生態學的角度來看,稱霸原本生態系的動物突然死盡,隨後就出現恐龍崛起。正如我們在伊斯基瓜拉斯托組中所看到的,恐龍早已存在,牠們的種類繁多,而且很重要,但僅占動物群的百分之五~十。在喙頭龍類消失後,世界各地有許多處的恐龍在所屬動物群的比例上升,從百分之五~十變為超過一半。

作者介紹|妮娜‧夏皮羅 Nina Shapiro, M.D. 

美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)醫學中心屢獲殊榮的小兒耳鼻喉科主任、UCLA大衛格芬醫學院(DGSOM)頭頸外科教授,發表過八十多篇專業學術論文。她也是哥倫比亞廣播公司(CBS)《醫生》談話節目的常客,文章曾刊登在《洛杉磯時報》、《華爾街日報》和《時代》雜誌,並經常向學者、醫師和一般民眾演說醫學健康課題。 

本文經授權轉載自天下文化《誰讓恐龍有了羽毛?:從顏色、行為到奔跑速度,科學如何改寫恐龍的歷史與形象》(原標題:第一隻恐龍是何時出現的?)

責任編輯/趙鳳玲

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