为什么研究恐龙?因为要向上一代陆地霸主学习地球攻略

作者: 邢立达

来源: SELF格致论道讲坛

发布日期: 2019-11-04 22:38:19

本文探讨了研究恐龙的意义,包括恐龙的定义、演化过程、生态系统、教育价值以及科学研究的具体内容。通过恐龙的研究,科学家们不仅能够了解地球历史上的生态系统,还能激发孩子们对科学的兴趣,培养他们的观察力和科学思维。此外,恐龙的研究还涉及到生物力学、大尺度的演变、恐龙的体温、奔跑速度、咬合力等多个方面。通过化石记录和琥珀中的发现,科学家们能够复原恐龙的生活习性和生态位,进一步揭示地球历史的秘密。

我们要研究、理解人类未来会变成什么样子,就首先要知道人是怎么来的。恐龙就是这个大故事里面的关键一环。它是以前陆地的霸主,我们是现在陆地的霸主。这一代的霸主总是想要去了解上一代的霸主。

恐龙其实有两个定义。第一个指的恐龙包括了已经灭绝的非鸟恐龙及现生鸟类,是出现于中生代多样化优势陆栖脊椎动物,曾支配全球陆地生态系统超过1.5亿年之久。另一个指的是恐龙的种系发生学定义,它是三角龙与现生鸟类的最近共同祖先,以及其最近共同祖先的所有后代。

人是自然演化而来的。我们是从非常小的细胞演化来的,从鱼到人,一步一步。人类最近的祖先是灵长类。而恐龙是研究整个演化的最佳的媒介。你可能会想,我不在乎以前怎么样,但是以后变成什么样子,至少你会有兴趣吧。

恐龙繁衍了1.6亿年,有成千上万个物种,还包括有史以来最大的陆生动物。人类对这个尺度是没有概念的。比如你觉得一分钟好久,五分钟好久。但是,恐龙学的尺度是百万年。因此,恐龙对生物力学、大尺度的演变等等也提供了重要的素材。

恐龙存在的这1.6亿年是一个闭环,一个完整的生态系统。我们人类其实不知道生态系统是什么样的,因为人对生态系统的干涉太多了。恐龙学使我们能研究一个长期的、真实的生态系统。没有人的地球生态系统只能从化石记录中寻找。

恐龙也是一个非常伟大的教育工具。几乎所有小孩都对恐龙感兴趣。为什么小朋友喜欢恐龙?因为恐龙很神秘,但又非常形象。在三四岁的时候,孩子们可能无法理解抽象的概念,但是恐龙是那样鲜明生动,极为吸引人。

我们可以通过恐龙激发小朋友对大自然的兴趣,帮助孩子们理解大自然。通过参加田野工作可以培养他们的观察力、毅力、专注力。同时,它也是一个科学思维的训练过程。比如说,科学需要证据,霸王龙有13米长,证据呢?它的化石有13米长就是证据。

我们研究恐龙的骨头、体色、足迹、习性、叫声、蛋、体温、体重。体重最不重要,因为都是编出来的。先贤查理·欧文,迷恋于权力斗争,是维多利亚女王的好朋友,在学术界大家都不太喜欢这个人,因为他非常强势。但是,他却找到了三只破破烂烂的恐龙或者说怪物,创造了恐龙这个词,叫Dinosaur,就是恐怖的蜥蜴的意思。

1993年电影《侏罗纪公园》的上映,这部电影开启了我们的恐龙梦想。大概是我高三时,我参与了这部电影第三部中文版的翻译。电影里面男主角格兰博士的原型就是我在加拿大读硕士时候的导师。我也是因为这部电影知道了这位学者并进一步追寻到加拿大,找他做我的老师。

1995年,中国发现了第一只带毛的恐龙,叫中华龙鸟,它为恐龙演化为鸟类中间一环提供了最重要的事实依据。在那之后,发现了大量带毛的恐龙。大家可以看,图中这两者有没有相似性?恐龙演化成鸟类是事实。所以,我们现在最大的恐龙是鸵鸟,最小的恐龙是蜂鸟,这么说都是对的。

恐龙有毛且会飞,它的羽毛是不对称的,不对称的羽毛才有空气动力学。小盗龙不是只有两个翅膀,而是有四个翅膀。它脚上还有一对翅膀。它会飞,而且飞得非常好。从那之后,我们知道恐龙跟鸟类之间的关系变得非常模糊,这对我们的研究来说更糟了。

恐龙是什么颜色的,我们一直不知道。直到有位先驱研究了墨鱼化石。它的墨囊保存下来了,是黑色的。他就想这个黑色是真的以前的黑色,还是在它成岩过程中出现的黑色呢?他破解了这个问题,发现里面像甜甜圈一样的古色素体。通过古色素体,复原出了恐龙的肤色,但并不是所有恐龙都可以,只有那些皮肤印痕——皮肤的膜或者羽毛的膜保存得非常好的恐龙才可以。

恐龙其实是非常温血的动物,它的体温比鳄鱼这样的冷血动物高得多,但是又比鸟类低。这说明恐龙这类动物其实可以支撑它们相对活跃的生活,没有你想象中那么笨重,那么软绵绵。我们也非常关心恐龙奔跑的速度。因为跑得快意味着代谢各方面可以支撑得住它这样的身体。从科学角度来说,它的时速大概18千米,这个速度并不慢,相当于马拉松比赛的水平。

恐龙的咬合力我们也非常关注。一口下去可以咬成什么样子?可以把汽车的顶盖揭开,咬力非常大。比如说霸王龙,它是整个生命演化里面最终极的猎食武器,类似人类的格斗之王,它身上的每一寸皮肤都是为了更好地杀死对方。

我有一位非常好的印度朋友,他研究恐龙的粪便。恐龙的粪便更有意思,我特别想研究,但是我找不到恐龙的粪便,因为恐龙的粪便非常罕见。上图是霸王龙的粪便。把它的粪便做成切片,切一部分观察它的断面,可以发现里面有很多别的恐龙骨头的碎片,这些骨头有一部分可以去复原。霸王龙会吃三角龙、鸭嘴龙,这说明它可能在某种程度上是一种捕杀活物而不是只食腐的动物。

恐龙的足迹学也很有意思,这是我上个月在《新闻联播》上给大家介绍我们发现的亚洲首例霸王龙的足迹。霸王龙的足迹很大,大概有60厘米长。它是目前中国发现的最大的肉食恐龙的足迹,但是它的亲戚北美洲的霸王龙留下来的一个脚印就有94厘米长。恐龙的足迹可以带给我们很多骨头不能带来的信息,比如恐龙能跑多快,恐龙在干什么。

2016年,我们发现了世界上第一枚恐龙琥珀。这个琥珀很漂亮。我们后面还有很多有意思的发现。我们发现琥珀里第一只鸟。我们给它起了个名字,叫泡椒凤爪。这只鸟的全长大概有6厘米,非常小。它可能出生只有几天或者一周,是只宝宝鸟,但是它已经非常成熟了,它的羽毛已经基本成形了,意味着它很快就可以飞走了。这是我们用CT扫描得到它里面的一些细节。

我们发现了这么多琥珀,大家都说我们是研究史前动物园的。我们发现的都是一些宝宝,因为太大的动物,琥珀这种树脂也不能把它抓住。所以,我们只是通过一些非常小的动物来复原当时整个生态。我们现在发表的文章非常好,因为我们的材料得天独厚。保守地说,我们的研究发现占据了全世界琥珀里面的脊椎动物研究的4/5。

我们首次(也是人类首次)在琥珀里面发现了鸟类、恐龙、蛙类、蛇类,还有大量奇怪的标本。拿蜗牛来举例。蜗牛的触角你一戳,它就会缩回去。我在琥珀里面发现一个没有来得及缩回去触角的蜗牛。我们还发现了琥珀里的虾和螃蟹,但是现在还没有发表。应该会在今年晚些时候开一个类似“白垩纪的海鲜拼盘”的新闻发布会。

我们花了三四年的时间基本重建了距今一亿年前缅甸北部或者中国最南部的白垩纪是什么样子的。这是我们团队做的工作,希望对大家有所帮助。

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