本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
甲龙是糟糕的游泳者。很难想象它们会是游泳健将。它们的身体结构没有任何特征表明它们是“水生的”,尤其是它们身上成排的骨质装饰,只会让它们像砖头一样难以漂浮。那么,为什么它们的遗骸会不断出现在古代海底形成的岩石中呢?
这不仅仅是一个奇怪的小巧合。不止一种新的甲龙物种是在海洋沉积物中发现的。在南加州发现的阿莱托盾龙,在此之前是未知的,直到古生物学家挖掘出了这种装甲恐龙的残骸,它无意中变成了一个临时的礁石。而北方盾龙,就在去年被命名,是有史以来发现的最精美的甲龙——尖尖的骨板被精巧地石化,专家们能够确定这种行动缓慢的食草动物是玫瑰红色的。
这个谜团还在加深。无论是在海洋、河流还是洪泛平原沉积的地层中,甲龙常常被发现是腹部朝上的。这似乎可能是解开甲龙入海之谜的关键线索。古生物学家乔丹·马伦和他的同事认为,如此多的甲龙被发现腹部朝上,是这些恐龙在它们死后最早阶段遭遇的迹象。
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在埋藏学(大致来说,就是一个生物从死亡到最终被发现之间发生的事情)的科学中,专家们熟悉一种称为“膨胀和漂浮”的现象。在这里我们将重点放在恐龙身上,基本思想是,任何没有被迅速掩埋的尸体最终都会因气体膨胀到一定程度,以至于它实际上可以漂浮在水中(如果它以某种方式被卷入或推入水生环境中)。随着时间的推移,当身体分解或被食腐动物啃食时,气体会被释放,尸体就会沉降,最终被埋葬。
膨胀和漂浮一定是阿莱托盾龙和北方盾龙等物种出现的原因。这些恐龙一定是在内陆死亡,它们的尸体以某种方式被水路冲到海里,在那里漂浮了未知的天数,然后沉到海底。马伦和同事的新研究有助于解释这实际上是如何发生的。
这项新研究的最初灵感是,北美洲白垩纪的许多甲龙化石通常是倒置保存的。例如,著名的化石猎人查尔斯·M·斯特恩伯格曾经写道,他从阿尔伯塔省晚白垩世岩石中挖掘出的几乎所有甲龙都是这样发现的。当马伦和他的同事检查时,结果证明斯特恩伯格是对的——36个标本中有26个是倒置埋葬的。
当然,翻转甲龙的方法不止一种。在过去的一个世纪里,其他专家提出,食肉动物可能在觅食时推倒了装甲恐龙,陆地环境中的死后膨胀可能会使甲龙翻倒,甚至像甲龙这样的动物非常笨拙,以至于它们会意外地滚下山坡,发现自己无助地仰面朝天。但研究人员发现,最合适的解释是膨胀和漂浮模型。
马伦和合著者根据甲龙包头龙和蜥盾龙的计算机模型,估计了这些恐龙在水中活着和死亡、膨胀的尸体的行为。这两个模型并不完全相同。虽然蜥盾龙或类似的恐龙在水中会非常糟糕——活着或死亡时,最轻微的扰动都会使其翻倒——但包头龙模型被证明在腹部朝上方面出奇地稳定。 然而,当任何一种形态被翻倒时,它们都会保持那个方向。
由此产生的场景大致如下。马伦和合著者提出,死后膨胀使甲龙尸体在水中不稳定,“容易因沙洲的轻微碰撞或水中的扰动而倾覆”。然后恐龙就会保持这种姿势,“膨胀的腹部漂浮在水面附近,而背部则被沉重的装甲压住”。更重要的是,翻转前稳定性的细微差异可能有助于解释为什么某些甲龙能够被保存下来。
古生物学家知道来自北美洲晚白垩世的两种甲龙——结节龙科,如蜥盾龙,和甲龙科,如包头龙。但在海洋岩石中发现的结节龙科似乎比甲龙科更多。它们在水中的不稳定性可能解释了原因。结节龙科更容易翻倒,因此,活着的结节龙科如果发现自己在水中,就更有可能溺水。结节龙科也缺乏尾锤,而且,虽然这个概念是推测性的,但马伦和他的同事认为,这阻止了它们像甲龙科亲戚那样,被近岸植被或其他障碍物缠住。
每一具恐龙骨骼——每一块恐龙化石——都为我们提出了一个谜题。在许多情况下,要清楚地了解动物死亡和被挖掘之间发生了什么可能永远无法实现。但是像阿莱托盾龙和北方盾龙这样的发现为我们提供了一个了解一系列不为人知的事件的窗口,一系列偶然事件必须发生,这些史前史的罕见部分才能被保存下来。这些恐龙气球可能不适合派对,但它们给了古生物学家很多值得庆祝的东西。