博物馆里完完整整的恐龙骨架,电影里活灵活现的恐龙特效,在我们今天看来似乎理所当然。但根据破碎的化石复原史前生物,可是经历了研究者们200多年的积累。在没有参照系的时候,复原有时候也会很不靠谱……
古生物学的祖师爷,是18世纪末成名的法国人乔治·居维叶,他发明了一种“比较解剖学”。简单地说,就是分析化石骨骼、牙齿的特征,跟现代动物的骨骼仔细对比,从而判断化石属于哪一类动物,可能有什么样的习性。靠这门功夫,居维叶20多岁就出了名,中年以后更是炉火纯青,据说只凭一颗牙齿、一块下颌骨,他就能推断出整只动物的模样和习性。
古生物学奠基人,乔治·居维叶(1769~1832)。图片来源:123rf.com.cn正版图片库
不过在居维叶的时代,被研究的大部分化石,都是年代较晚、地层较浅的哺乳动物化石,跟今天现存的哺乳动物有很多相似之处,比较好复原。然而,当古生物学家的目光开始转向更遥远的时代、研究传说中都没有过的史前巨兽——恐龙的时候,问题就来了。
1822年,有位名叫曼特尔的英国医生,给他寄来了一些牙齿化石,居维叶鉴定后认为是一种史前犀牛。然而曼特尔不买账,他坚信自己发现的是一种巨型爬行动物。访问了多位知名学者之后,曼特尔终于确定它是一种牙齿像鬣蜥的爬行动物,1825年将其命名为“Iguanodon”,意思是“鬣蜥的牙齿”,中文译为禽龙。
到19世纪40年代,学界已经发现了好几种类似的史前大蜥蜴,古生物学家理查德·欧文就给它们起了一个统称:dinosaur,也就是恐龙,原意是“恐怖的蜥蜴”。这时候更多的禽龙化石也已出土,于是欧文试着复原禽龙的生前模样。10米长的巨型爬行动物长什么样,当时没人知道,于是欧文设想的禽龙形象,简直就是一个犀牛与鬣蜥的混合体,身躯圆滚滚的,四肢直立而僵硬,显得傻大笨粗、极为笨拙。
20世纪早期,恐龙的化石材料大大增加,人们又认为禽龙前肢短、后肢长,可能是类似袋鼠一样直立着身子走路的,尾巴拖在地上!直到20世纪80、90年代,类似这样的复原还可以看到。不过今天我们终于知道,禽龙的身材壮硕而匀称,平时都是四条腿行走的,偶尔才用两条腿奔跑。
正当欧洲掀起恐龙热的时候,新大陆的美国人也没闲着,广袤的北美大地上不断有新的化石被发现。有人在路易斯安那州发掘出了一些巨大的脊椎化石,送到解剖学家理查德·哈兰手上,哈兰认为它们属于一种海洋爬行动物,命名为Basilosaurus,意思是“帝王蜥蜴”。后来又有人找了一堆类似的化石,七拼八凑地组装成了一具30多米长的骨架,说是传说中的“大海蛇”,卖票展览。
也有一些化石辗转到了欧文手里,终于被验明正身:史前鲸类。欧文根据牙齿化石的特征,将其命名为“械齿鲸”,可惜根据生物学命名法则,它的名字已被“注册”为Basilosaurus了,无法更改。所幸中文比较灵活,直接翻译成“龙王鲸”就行。
被组装成“大海蛇”、卖票展览的龙王鲸化石。BBC科普影片《与古兽同行》中的龙王鲸复原形象。
欧文这次鉴定对了,但他在鉴定其他化石时就犯了一个错误,差点把一种恐龙化石错当成了鲸类,这就是“鲸龙”。1841年,就是他提出“dinosaur”一词的前一年,有人给他一些巨大的脊椎化石,他鉴定为某种鲸类。幸运的是,欧文没给这些化石正式命名,直到1869年另一位大牛赫胥黎做重新鉴定时,才把它们命名为鲸龙(Cetiosaurus),也就是“鲸鱼蜥蜴”。
如果像命名龙王鲸时那么草率,鲸龙的名字在恐龙家族里就太扎眼了。
5亿多年前的寒武纪生命大爆发,宣示着多细胞生物正式登上了演化舞台。1892年,古生物学家怀特夫斯在加拿大的落基山脉,找到了一些类似虾尾的寒武纪化石,将其命名为“奇虾”,并想象了它们头部的样子。
1909年,另一位古生物学家沃尔科特又在加拿大的布尔吉斯页岩,发现了非常壮观的寒武纪化石群。其中包括三叶虫、水母,类似海参的动物,以及许多犹如外星生物的各种“虫”,比如蝌蚪般头大身小、却身披硬壳的吐卓虫等。
然而1980年后,更多分析表明,有些“水母”和“海参”化石的结构更像节肢动物,“奇虾”的尾部以及“吐卓虫”似乎也是某种大型动物的一部分。经过大胆想象,古生物学家们终于拼出了“奇虾”的完整姿态:体长达1米、外形仿佛乌贼与龙虾混合体的巨型掠食者!
1992年,中国云南帽天山又发现了一个寒武纪化石群,包括体型更大(2米长)、保存更完整的奇虾化石,证实了他们的推测。如今的奇虾复原形象。它们其实不是“虾”,连节肢动物都不是,而是一类原始的无脊椎动物,寒武纪海洋中的最强者。它们嘴边有一对前附肢用于捕食,这就是曾被当做“虾尾”的部分。