动画化石帮助科学家重新发现灭绝的物种

谁能忘记 1993 年史蒂文·斯皮尔伯格的第一部侏罗纪公园电影？我们当时有多么热切地期待那只咆哮的霸王龙？或者当腕龙笨拙地走进视野时，我们惊叹于它的巨大身躯？以前的动画从来没有如此逼真和可信。我迷上了 - 这就是我想做的事情。动画师的角色是设计生物或角色的动作。15 年来，我一直从事电影视觉效果工作，这是一项很有用的技能 - 如果导演想让他的英雄遭到四头六足的龙的攻击，我可以利用我对现有生物的解剖学知识和对物理学的理解来设计它的动作。当我转入学术界时，并没有立即意识到这项技能可以在研究实践中得到什么用处。

然后我意识到它可以用于重现灭绝物种。没有实际的动物可供研究，艺术家必须弥合骨骼与生物完整外观之间的差距。古生物艺术家——灭绝物种的插画家自发现第一批化石以来就一直在做这件事。

然而，古生物艺术家关注的是生物的外观，而我希望专注于生物的运动，结合现有的知识和技能以及对当前古生物学发现的详细研究，尽可能准确地制作出该物种的动画。通过专注于科学（专业动画师很少有时间这样做）并从骨骼开始构建，我可以更深入地了解该生物及其运动方式。

苏格兰的始祖鸟

今年是著名苏格兰动物学家达西·汤普森 (D'Arcy Thompson) 出版《论生长与形态》100周年，汤普森在邓迪大学和圣安德鲁斯大学担任自然历史教授已有63年。因此，2017年，从他在邓迪的博物馆收藏的大量动物标本中，制作出一具化石动画，再合适不过了。

我被一件罕见的柏林始祖鸟标本所吸引——始祖鸟是已知的最早的现代鸟类后代之一。始祖鸟是进化的象征，有助于展示恐龙向鸟类的转变，并支持当时的新进化论。汤普森在他的书中提到了这一点，描述了如何操纵始祖鸟的髋骨来形成更近的晚白垩世鸟类 Apatornis 的髋骨。

这块化石不仅具有重要的科学意义，而且是迄今为止发现的最美丽的化石之一，它的翅膀高高举起，就像天使一样。首先对这块精致的化石进行激光扫描，然后将其加载到我们的计算机动画程序 Maya 中。

正确制作动画的关键是骨骼，幸运的是，模型让我能够清楚地看到四肢骨骼的大小和形状。然后我研究了鸟类的运动，观察了鸡、寒鸦、田凫、秃鹫、喜鹊和乌鸦。始祖鸟的大小与乌鸦差不多，所以我观察了它们的运动速度，尽管它们天生适合行走，腿很长，就像鸡一样。

这些现代鸟类与侏罗纪时代的祖先之间存在差异；祖鸟的长尾巴意味着它的重心和腿部姿势会有所不同。在参观伦敦皇家兽医学院时，我被介绍给 XROMM 机器，它可以在动物移动时对它们进行 X 射线照射——这是一种非常有用的动画资源。

社交媒体反应

从 X 射线开始，我进行动画测试，看看一个动作是否适合始祖鸟的比例。然后，我觉得在 Twitter 上发布我的作品可能会很有趣，所以我创建了自动播放的动画 gif 文件。接下来，我决定劫持古生物学标签 #fossilfriday，并在背景中发布了我的动画，并对化石铸件进行了 3D 扫描。它们不仅很受欢迎，而且古生物学家和古生物艺术家也给了我很好的反馈，这对我完善动画很有帮助。

当顶级古生物艺术家斯科特·哈特曼（Scott Hartman）——他曾发表过多篇科学论文——将我的步行描述为“非常扎实的始祖鸟步行周期”时，我感到非常高兴。

最受欢迎的动画 GIF 是骨骼从化石中一根一根地冒出来，然后又活了过来。动物在你眼前重新形成，破碎的东西变得完整，灭绝已久的东西复活，这真是太神奇了。这是每个恐龙爱好者都想看到的。

那么始祖鸟是如何飞行的呢？它可能长有翅膀，用来帮助跳跃和奔跑，从树上滑翔下来，或者帮助它攀爬。甚至有一种理论认为，始祖鸟像蛇怪蜥蜴一样在水面上奔跑，用翅膀防止它沉入水中。

目前还没有明确的共识，所以最终的动画更像是对当前思想和理论的探索。我的始祖鸟拍打翅膀，跳起来捕捉蜻蜓，然后张开翅膀奔跑，然后飞起来，最后滑翔回地面。

但重要的是将动画的始祖鸟与化石联系起来，以增加对动物的了解，而不是抢走它的风头或分散注意力。动画被投射到一个有机玻璃棱镜上，棱镜里有化石铸模的 3D 打印件，这提供了全息效果，骨头似乎从化石中冒出来，重新形成动物，然后再次消失，让观众用新的眼光看待化石。

关于始祖鸟，我们还有很多东西需要了解。随着新标本的发现和新发现的出现，艺术品需要反映这些变化。和科学家一样，古生物艺术家需要根据新证据改变他们的观点。所以我回到我的始祖鸟身边，让它再次飞翔的时刻会再次到来。

布伦丹·博迪 (Brendan Body) 是邓迪大学的动画讲师。本文最初发表于 theconversation.com。