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霸王龙的迷你前肢真的是退化吗?

2017-03-30 09:45  邢海

 

霸王龙(Tyrannosaurus rex),也称君王暴龙,是兽脚类恐龙暴龙超科的重要代表属种,生活在距今约6800–6600万年(白垩纪末期)的北美洲西部地区。它目前被公认为白垩纪陆地生态系统占统治地位的恐怖杀手。霸王龙成年个体的体长约13米,体重可达16吨。这一物种的血盆大口、锯齿獠牙、强壮头骨和发达后肢时常令远古的植食性恐龙和现今广大的自然科学爱好者不寒而栗;有些人甚至推测霸王龙的身体背部也覆盖有羽王龙一样的初级羽毛。然而,霸王龙只有一个身体部件看起来有点令人困惑不解,那就是与庞大的体型完全不成比例的细小前肢。在已知的近乎完整的霸王龙骨骼中,13米长的庞大身躯仅仅匹配了一对1米长左右的前肢;其前肢的长度相当于成人手臂的长度。霸王龙的前肢甚至连自己的嘴和颈部都无法触及。科学家一度猜想,霸王龙迷你的前肢是暴龙类晚期进化所表现的退化现象;这一结构已经没有任何实际功能。事实果真如此吗?

1 霸王龙的生命和骨骼复原图

古生物学家通过形态观察发现:霸王龙的前肢骨块远比想象中结实得多,并且发育了许多精细的肌肉附着点;这说明该属种的前肢在构造方面紧凑而灵活,且高度特化。目前,关于霸王龙前肢功能的推论主要有以下三种假说:(1) 前肢撑地站立说;(2) 控制猎物说;(3) 交配搂抱说。然而,由于缺乏确凿的证据和信息支持,科学家仍在致力于通过详细的骨学、组织学和足迹学研究手段进一步推测霸王龙细小前肢的功能和存在意义。

2 霸王龙的右侧前肢

此外,霸王龙迷你前肢的手部骨骼也十分有趣,其形态特征同我们熟知的大多数肉食性恐龙不同。目前已知的大多数坚尾龙类恐龙都具有三个完整的手指,即第二、第三和第四指(基于框架转移假说);少数类群还保留有第一手指。相比之下,霸王龙和其近亲只保留了“两个半的手指”,即完整的第二和第三指以及残留的第四掌骨。这一现象表明第二和第三手指在霸王龙的生命历程中发挥了十分重要的作用,显著地加强了手部的撕扯力度和抓握能力,有利于指尖的集中用力;而第四指则高度退化,仅保留了一个近侧掌骨。十分有趣地是,霸王龙的第四掌骨没有同临近的第三掌骨高度愈合。相比之下,亲缘关系较近的艾尔伯塔龙和特暴龙却具有高度愈合的第三和第四掌骨;“第三掌骨”显得更加粗壮。因此,科学家认为霸王龙的前肢力量要略逊于其近亲,但这一缺陷可以被强大的颌骨撕咬能力有效地弥补。

3 霸王龙和其近亲的第三和第四掌骨愈合情况