密歇根大学古生物博物馆脊椎动物化石制备实验室的助理研究科学家和主管预备员威廉·J·桑德斯解释说。
变异性是进行有性繁殖的生物的标志,这类生物的种群成员之间总是表现出一些结构差异,尤其是在雄性和雌性之间。对于试图了解古代时间和地点生态和生物学的古生物学家来说,至关重要的是要知道骨骼遗骸中的变异是反映了同一物种的雄性和雌性,还是来自密切相关物种的个体。
活着的动物具有主要的性别特征,例如生殖器,在雄性和雌性之间是不同的。这些是软组织器官,通常不会在骨骼上留下痕迹,因此不会保存在化石记录中。然而,可能存在与繁殖相关的特征,这些特征会留下骨骼痕迹。例如,在女性的人类骨盆中,耻骨下方的骨弓角度比男性宽得多,骶骨通常也更平坦。这两个特征都与分娩婴儿需要更大的骨盆出口有关,因此是法医科学家和人类古生物学家可靠的性别标记。
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同样,在恐龙霸王龙中,一些个体的耻骨与后脊椎骨的角度更远,专家认为这一特征创造了额外的腹部空间,以帮助卵子在雌性体内通过。此外,在一些霸王龙个体中,第二个V形尾椎骨(每个尾椎骨下的V形骨)比第一个V形骨不成比例地大,而在其他个体中,它们的大小更相等。在现代鳄鱼中,雌性具有扩大的第二个V形骨,这被认为是帮助卵孵化的适应性。因此,通过与鳄鱼类比,具有较大第二个V形骨的霸王龙个体可以被归类为雌性。
到目前为止,雄性和雌性之间最深刻的差异通常是第二性征。在大多数发生这种情况的动物中,这些特征与雄性之间争夺资源的竞争有关,这些资源直接或间接地导致更多地获得与雌性繁殖的机会。这种所谓的性别二态性通常在多个雌性与一个雄性交配的物种中最为明显,或者在多个雄性与一个雌性交配的物种中较少见。(单配偶物种的性别二态性较弱。)性别二态特征的例子包括颅外结构的扩展,如雄狮的鬃毛,雄性猩猩的颊垫,以及雄性鹿和羚羊高度装饰的鹿角和角;以及皮毛和羽毛装饰,如雄性孔雀华丽的尾巴。(越来越多的证据表明,至少一些恐龙谱系有羽毛。鉴于它们与鸟类的密切关系,它们可能也发展出了相同形式的性别二态变异。)尽管这些引人注目的特征可能会使携带者面临更大的被捕食风险,但它们在吸引雌性从而传递后代方面带来的进化优势显然超过了负担。
然而,评估化石性别的最佳标准是体型和相关的骨骼粗壮程度。在性别二态性种群中,体型呈双峰分布,这意味着个体的体型倾向于聚集在小的变异体或大的变异体周围,雌性通常比雄性小。在这种情况下,大型雌性和小型雄性的骨骼很难区分性别。当形态差异可以用大小相关来解释时,就可以将二态性与种间差异区分开来。
就早期人科动物南方古猿阿法种而言,最著名的代表是露西,一些研究人员认为,埃塞俄比亚中部阿瓦什地区归因于该分类群的变异化石实际上代表了两个物种。但是,通过与现存的猿和人类类比,这种变异并没有超过在现存物种中观察到的变异,这些遗骸可能属于一个单一的高度二态性物种,其中雄性为了获得与雌性繁殖的机会而激烈竞争,小露西是雌性,而较大的个体是雄性。
在霸王龙中,尽管已知存在的骨骼少于十几个,但似乎存在两种形态,而较大且更强壮的形态始终表现出上述被描述为雌性特征的特征。因此,似乎可以合理地接受这是一个二态性物种,其中雌性为了雄性而竞争。相反,在比利时伯尼萨特的一个遗址,39个恐龙禽龙的遗骸分为两个明显不同的尺寸等级,但在颅骨、手、脚和骨盆上也表现出解剖学上的差异,这些差异大于通常在单一现存物种中看到的差异。因此,它们被归为两个非二态物种,伯尼萨特禽龙和曼氏禽龙,这让古生物学家思考两种密切相关的恐龙如何设法在生态上占据同一区域。
更多探索:人类的由来及与性别相关的选择。达尔文,C. 1871。约翰·默里:伦敦。
恐龙图解百科全书。诺曼,D. 1985。新月出版社:纽约。
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答案最初发表于2004年12月6日