恐龙在一次大规模灭绝中幸存下来,但后来它们的运气就用完了

恐龙在一次大规模灭绝中幸存下来,但后来它们的运气就用完了

《恐龙之谜》深入探究了“可怕蜥蜴”的秘密,以及让古生物学家彻夜难眠的所有问题。

我们都知道这颗小行星。大约 6600 万年前,北半球的春天,一块 6 英里宽的太空岩石撞击地球,引发了世界第五次大规模灭绝。大约 75% 的现存动植物物种几乎在一夜之间消失,我们心爱的恐龙也惨遭灭绝。在恐龙群中,只有喙鸟活到了现代。

但我们过于关注恐龙时代是如何结束的,以至于它们的意外崛起常常被忽视。大约 2.01 亿年前,在侏罗纪时代的黎明,另一场大规模灭绝让恐龙变成了我们如此崇拜的“可怕的蜥蜴”。在古生物学家所认识的五次大规模灭绝中,第四次才是真正奠定基础的

恐龙“统治”的观念如此普遍,以至于很难想象在遥远的过去,爬行动物并不庞大,也不占主导地位。然而,古生物学家却发现了这一点。我们目前所知的最古老的恐龙,来自可追溯到 2.3 亿多年前的三叠纪岩石,体型相对较小,体型纤细,与古代其他动物相比十分罕见。例如,最近被命名为Mbiresaurus raathi的津巴布韦恐龙是一种双足食草恐龙,体型和体重与德国牧羊犬差不多,远非当时最大或最凶猛的动物。

三叠纪时期,各种爬行动物繁衍生息。该时期初期,西伯利亚地区大规模火山喷发导致大规模灭绝,加剧了全球变暖、大气含氧量变化和其他生态灾难,迫使这些有鳞生物以新的方式进化,否则就会灭绝。灾难过后,第一批进化出来的恐龙是体型纤细的杂食性动物,体型与拉布拉多犬差不多。但给这片土地留下最大印记的爬行动物是当今鳄鱼的远古表亲——一种名为伪鳄类的动物。

在过去的二十年中,古生物学家发现了多种伪鳄类,它们在真正的恐龙出现之前很久就进化出了类似恐龙的身体结构和行为。头部呈箱状的食肉动物波斯托鳄 (Postosuchus)看起来与霸王龙非常相似,以至于最初人们误以为它是霸王龙的祖先,而不是鳄鱼。小型食草动物埃菲吉亚·奥基菲亚 (Effigia okeefeae)用两条腿奔跑,长着喙而不是牙齿,类似于“鸵鸟拟态”恐龙,如高山鸵鸟 (Struthiomimus altus) ,这种恐龙在 1 亿多年后进化而成。厚甲“犰狳类”德斯马托鳄 (Desmatosuchus)也是伪鳄类,它们开创了一种尖刺状的风格,后来被甲龙重新发明。三叠纪时期,史前鳄鱼的形态和大小各异,而恐龙大多体型较小、体态苗条,在解剖学上也没有什么特别之处。有些恐龙在三叠纪末期开始变大,但它们与侏罗纪时期的那些奇妙怪兽完全不同。

但到了 20 世纪 50 年代,古生物学家注意到,他们发现的许多三叠纪动物群在下一个时期——侏罗纪的早期就消失了。绝大多数不同的伪鳄类消失了,而恐龙似乎几乎毫发无损地存活到了三叠纪-侏罗纪的分界线。专家们提出了各种各样的理由来解释生物多样性的改变,从海平面变化到早期的小行星撞击,但最有可能的罪魁祸首是广阔的中大西洋岩浆省的另一次强烈的火山喷发。火山喷发发生在超大陆盘古大陆刚刚分裂的时候,但我们可以通过观察当今大陆拼图中保存下来的火山岩来了解受影响的区域。从新斯科舍省到巴西,人们都发现了火山喷发的痕迹,这种喷发持续了 50 多万年,导致全球大气中的二氧化碳含量比我们今天所面临的水平高出 10 倍。这还不是全部。地质学家还发现,这一关键时期的岩石中含有二氧化硫,这种化合物可能导致温室气体造成的暖期之间出现快速降温。

为什么原鳄鱼会灭绝而恐龙却能摆脱这些变化,这是一个谜。理论上,你会认为一群进化出更多形状、大小和行为的动物会在压力下表现得更好。虽然有些鳄鱼确实存活了下来,但它们是体型较小、相对通用的食肉动物,它们追逐虫子和蜥蜴,而不是体型较大的复杂动物。体型较小的机会主义者往往能更好地度过大规模灭绝,因为它们能够找到足够的食物和栖息地,而体型更大、更专业的动物则在苦苦挣扎。但当你考虑到它们的远亲鳄鱼的命运时,三大恐龙群(异特龙迷惑龙剑龙属的前身)的成员都幸存下来的事实似乎很奇怪。

这个秘密可能存在于比骨骼更难保存的组织和生物系统中。2020 年,古生物学家描述了恐龙和飞翔的翼龙共同祖先的近亲——一种小型爬行动物,他们将其命名为Kongonaphon kely 。如此小的动物可能受益于其温暖、蓬松的原始羽毛——恐龙和翼龙都具有这一特征——古生物学家怀疑,第一批恐龙继承了小巧的体型、温血性和隔热皮毛。与鳄鱼表亲相比,这些特质使它们能够适应更加多样化的栖息地。

根据去年分享的新研究,这个背景故事更有意义一些。早期恐龙的化石有时会在一年中至少有一部分时间处于冰冻状态的栖息地被发现。伪鳄类虽然数量众多,但似乎只分布在较温暖的地区,而三叠纪恐龙分布范围更大,使它们能够在 2.01 亿年前令人难以置信的火山爆发造成的气候变化中生存下来。

如果这些喷发没有发生或强度较小,“恐龙时代”可能反而会变成“鳄鱼时代”。恐龙的进化将受到与更广泛的伪鳄类的互动的影响,从而形成一个我们永远无法看到的另一个宇宙。两次大规模灭绝清理了生态环境,让恐龙得以冒险前往它们可以繁衍生息并适应新形态的地方——这与数百万年后它们自己的灾难时刻形成了鲜明的对比。

我们希望您喜欢 Riley Black 的专栏《恐龙之谜》。9 月份请继续关注 PopSci+ 的下一篇文章。

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