恐龙在惊人的短时间内进化

一项新的研究发现，恐龙从其爬行动物祖先——早期恐龙形态类进化而来所用的时间不到 500 万年。

这一发现改变了恐龙和早期恐龙形态类之间的时间线。到目前为止，研究人员认为早期恐龙形态类进化成恐龙至少需要 1000 万到 1500 万年。

“这确实缩小了早期恐龙形态类出现和第一批恐龙出现之间的时间间隔，”该研究的共同研究员、犹他大学古生物学家、犹他州自然历史博物馆古生物学馆长兰德尔·伊尔米斯说。“现在，早期恐龙形态类出现和第一批恐龙出现之间的时间间隔不再是 1000 万或 1500 万年，而是只有 500 万年。”[查看阿根廷早期恐龙形态类遗址的照片]

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早期恐龙形态类与恐龙非常相似，只是有一些关键特征不同。例如，恐龙有一个可以轻松旋转的髋关节球窝，以及额外的骶椎（脊柱末端的椎骨），这有助于加强髋部。这使得恐龙能够发展出更强壮的腿部肌肉，这与它们向前铰接的脚一起，帮助它们比竞争对手跑得更快。它们还在头骨上长出一个额外的孔，这让它们在剧烈运动后能够降温。

伊尔米斯说，尽管古生物学家之前已经研究过这些前辈，但他们仍然不确定包含早期恐龙形态类化石的岩石的年代。他和他的同事们对此事进行了更仔细的研究，调查了阿根廷西北部的查尼亚雷斯组，该地点以含有早期恐龙形态类和早期恐龙的化石而闻名。

研究人员依靠一种叫做锆石的方便矿物来帮助他们确定含有早期恐龙形态类的岩层的年代。当锆石晶体形成时，它们会捕获放射性元素铀。随着时间的推移，铀会衰变成铅。

伊尔米斯告诉《生命科学》：“我们知道铀衰变成铅的确切速率。”通过测量铀铅比，研究人员可以确定锆石晶体形成的时间。

然而，锆石并非存在于所有岩石中。因此，研究人员寻找火山灰，这种矿物在火山灰中更常见。幸运的是，他们在含有早期恐龙形态类的岩层中发现了锆石晶体。科学家们从该岩层以及其上方的较年轻岩层中采集了样本，以便为这一发现划定范围。

岩石年代测定
伊尔米斯说，研究人员将岩石样本压碎，以便分离出像沙粒一样小的锆石晶体。然后，科学家们使用质谱仪分析了每个样本中约 20 个锆石晶体，质谱仪是一种根据质量和浓度分离元素和同位素（元素的变体）的仪器，研究人员说。

更重要的是，锆石晶体包含一个有用的交叉检查：它们具有以不同速率衰变的不同铀同位素，“如果我们所有的结果都一致，我们就有相当大的信心我们得到了正确的年龄，”伊尔米斯说。

结果表明，该岩层距今 2.34 亿年至 2.36 亿年，来自晚三叠世，他说，这意味着该岩层中的早期恐龙形态类与该岩层的年代相同。伊尔米斯说，这个新的年代比之前认为的年轻 500 万至 1000 万年。

恐龙可能进化得很快（从地质学角度来说），但伊尔米斯说，它们似乎是以平稳而渐进的方式统治了古代地球。也就是说，它们并没有突然从早期的恐龙形态类亲戚手中夺取权力。

伊尔米斯说：“当我们观察第一批恐龙形态类的生态系统和第一批恐龙的生态系统时，有趣的是，我们没有看到生态系统的构成方式有太大差异。”“你似乎没有看到恐龙出现并立即接管一切。”

他补充说，“这确实强调了第一批恐龙并没有什么特别之处。它们与早期的恐龙形态类亲戚非常相似，可能做着非常相似的事情。”[图片库：25 种惊人的古代生物]

恐龙向前发展
伊尔米斯说，在恐龙出现后，一些恐龙形态类又持续存在了 2000 万年。但伊尔米斯说，恐龙的适应性在长期来看似乎是有利的。伊尔米斯说，这些变化帮助恐龙繁荣发展，直到 6 英里长（10 公里）的小行星在 6600 万年前将它们消灭。

但研究人员指出，恐龙花了一段时间才遍布全球。恐龙直到晚三叠世，大约 2.15 亿年前才统治中高纬度地区，如今天的阿根廷、巴西和南非。恐龙甚至花了更长时间才统治较低纬度地区，如今天的北美西部和东部，这些地区在当时更靠近赤道，伊尔米斯说。

罗文大学地球与环境学院院长、古生物学和地质学教授肯尼斯·拉科瓦拉说，这项新研究是“一项扎实的研究”，他没有参与这项研究。

拉科瓦拉说：“故事是，从（早期）恐龙形态类到恐龙，动物群经历了非常快速的进化和非常快速的优势地位的取得。”它表明“成为恐龙真的是一个好主意。它确实有效。它使它们能够胜过那些不像恐龙的生物。如果你把鸟类也包括在内，那么成为恐龙仍然是一件非常好的事情。”

该研究结果于今天（12 月 7 日）在线发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

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