幼年霸王龍的化石表明，這種能咬碎骨頭的巨獸幼年時期是一種腳步敏捷的食肉動物，其牙齒像刀一樣鋒利。
繪圖：JULIUS T. CSOTONYI
六千六百萬年前，北美西部大地會隨著霸王龍的腳步而顫抖。盡管該地區(qū)白堊紀(jì)時期的巖石中發(fā)掘出了大量的霸王龍遺骸，但直到現(xiàn)在，這種恐龍究竟如何從孵化出的小恐龍成長為巨型捕食者，科學(xué)家們對此仍知之甚少。
在周三發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的一項研究中，研究人員對年幼霸王龍的骨骼橫截面進(jìn)行了非常詳細(xì)的分析。研究結(jié)果表明，霸王龍的生長速度會隨著年齡的增長而變化，當(dāng)食物匱乏時，這些食肉恐龍似乎會減緩生長速度，這一能力或許能給它們提供進(jìn)化優(yōu)勢。
這項研究也對矮暴龍的存在提出了進(jìn)一步的質(zhì)疑，矮暴龍是一種備受爭議的“侏儒”暴龍，曾被認(rèn)為與霸王龍生活在同一時期。20世紀(jì)80年代，古生物學(xué)家們研究了一組體型修長的小型食肉動物，認(rèn)為這些白堊紀(jì)化石屬于獨特的暴龍物種。然而，隨后的研究令大多數(shù)專家一致認(rèn)可，即這些被鑒定為矮暴龍的化石可能是幼年霸王龍。
新研究首次提供了關(guān)于一些所謂矮暴龍骨骼的小型結(jié)構(gòu)的確鑿數(shù)據(jù)，證實了兩具候選化石實際上是幼年霸王龍。因此，要么是成年矮暴龍尚未被發(fā)現(xiàn)，要么就是所謂的矮暴龍實際上是年幼的霸王龍。在后一種情況下，這些化石提供了一個難得的機(jī)會，讓我們得以略微一窺霸王龍生命中重要的發(fā)展階段。
“關(guān)于恐龍，即使是像霸王龍這樣出名的恐龍，我們?nèi)杂泻芏嘈枰私獾臇|西，”研究報告的主要作者、俄克拉荷馬州立大學(xué)健康科學(xué)中心的古生物學(xué)者Holly Woodward說?！鞍酝觚埦烤故侨绾螐膭偡趸男】铸堥L成一頭9000公斤的巨獸的，對于其生活史我們?nèi)灾跎?。?/p>
‘獨角獸化石’
研究者之前對成年霸王龍的研究表明，這種恐龍到25歲左右時體型已經(jīng)長得非常龐大。在2004年的兩篇頗具影響力的論文中，研究人員指出，霸王龍青少年時期體重增長很快，平均每天增加2.3公斤。不過，僅分析成年霸王龍并不能讓我們了解全部情況。隨著霸王龍骨骼的生長，它們會不斷地重塑自己，逐漸取代幼年時期的骨骼。
“我們知道霸王龍必須快速生長，才能從孵化時不足一只鴿子大變成成年時比公共汽車還大的巨獸，但對于它們幼年時期的生長情況我們卻有很多不了解的地方，”愛丁堡大學(xué)的古生物學(xué)者Steve Brusatte在一封電子郵件中說，他對新研究進(jìn)行了同行評審。
Holly Woodward兒時對顯微鏡學(xué)非常癡迷，這也促使她對保存在恐龍骨骼中的微小結(jié)構(gòu)充滿興趣，進(jìn)而進(jìn)行了研究。在這項研究中，Woodward和研究小組重點研究了蒙大拿州發(fā)現(xiàn)的兩具恐龍化石標(biāo)本，目前這些標(biāo)本保存在伊利諾伊州的伯比自然史博物館。其中一具化石名是幾乎完整的霸王龍化石Jane，長約6.4米。另一具未命名，而且不太完整，但可能比Jane更大。
研究小組首先從兩具化石的腿骨上取下薄片，并將其嵌入塑料樹脂。之后，他們?nèi)∠赂〉谋∑瑢⑵淠コ扇祟愵^發(fā)絲的厚度——薄到足以讓光穿過化石骨頭。Woodward仔細(xì)檢查了這些半透明的薄片，尋找其中隱藏的細(xì)節(jié)。保存完好的血管透露出多少血液曾為骨骼提供營養(yǎng)，這是骨骼生長速度的一個指標(biāo)。骨骼的結(jié)構(gòu)組織也蘊(yùn)含著一些線索：骨骼中的礦物質(zhì)看起來越混亂無序，骨骼的生長速度就越快。
和年輪一樣，骨骼也能保存動物每年的變化信息。在溫暖的月份里，霸王龍往往長得更快。在冬季期間，霸王龍的生長停滯了三到六個月，留下了一些明顯的痕跡。
兩具霸王龍化石的骨骼纖維都雜亂無章，并且充滿血管，這表明當(dāng)它們死亡時，其骨骼正在快速生長。更重要的是，這些骨頭并沒有成年骨頭所具有典型特征，表明這兩具化石屬于恐龍幼體。對研究小組來說，這進(jìn)一步證明了這些殘骸極有可能是霸王龍。
“這項研究是對矮暴龍的又一個致命一擊。我認(rèn)為是時候蓋棺定論了。雖然我對發(fā)現(xiàn)成年矮暴龍抱有希望，但此時此刻我想說，找到它和找到獨角獸化石一樣不可能?！?Brusatte說。
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根據(jù)生長環(huán)的數(shù)量，Woodward的研究小組估計，這兩頭恐龍死亡時至少分別已達(dá)到13歲和15歲。此外，研究小組還發(fā)現(xiàn)，兩頭恐龍的不同年份生長速度都有相當(dāng)大的波動，很可能隨著可獲得的食物量的增減而變化。
Woodward說：“這表明，與其某一年因為食物不足而餓死，還不如停止生長?！?在發(fā)掘出霸王龍化石的同一巖層中，古生物學(xué)者并沒有發(fā)現(xiàn)很多其他中型到大型的食肉動物，這表明其他食肉動物可能缺乏在這個生態(tài)系統(tǒng)中生存的能力，她補(bǔ)充說?！耙苍S這種策略確實很適合霸王龍?！?/p>
展望未來，Woodward準(zhǔn)備為一項更大的霸王龍生長研究收集數(shù)據(jù)，以確定是否有可能根據(jù)零碎的化石記錄模擬恐龍的生長模式。她還希望對這些來自伯比博物館的霸王龍殘骸進(jìn)行更多的分析。
例如，他們的研究表明，這兩個標(biāo)本中的一個可能保存了髓質(zhì)骨，這是一種只有排卵期的雌性才會擁有的骨頭。確認(rèn)這一發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)行后續(xù)的化學(xué)分析。
“我覺得還有很多東西需要研究是一件很棒的事情。我記得我是看著關(guān)于恐龍的書長大的，那時候我就想，我真的很想研究恐龍。不過，當(dāng)我足夠大的時候，卻發(fā)現(xiàn)沒有什么可研究的?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)還有很多東西可以研究，我真的很高興?！彼f。
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