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科學家首次復原出恐龍“屁眼”。以后,做模型再也不用打碼了,
恐龍(鸚鵡嘴龍)和它的“屁眼”(左,復原圖)|論文
作者 | 劉森 遼寧古生物博物館展覽部主任
叫聲震天,食量驚人,帥氣的恐龍一出現,必然吸引人全部的目光。然而,看遍各種影視作品和玩具模型,你會突然發現:這些中生代霸主的屁眼,還從沒示過人呢!扁的圓的?直的彎的?
最近,“高清無碼”圖來了!2021年1月19日,發表在《當代生物學》上的一篇文章,把恐龍屁眼懟到了我們眼前。嗯,是熟悉又陌生的味道。
吃下去,然后呢?
近年,隨著恐龍化石的大量發現和探測技術提高,我們對恐龍的了解越來越深入,不僅知道它們的身高、體重等外部數據,還知道食物在它們體內的旅程:
通過牙齒和頭骨化石,我們知道它吃哪類食物和怎樣進食;通過化石中的胃容物,知道它最后一頓吃了什么;通過糞便化石,了解它們的消化狀態,
但這個過程缺失了一個重要環節,那就是——這些食物被消化成糞便后,怎樣排出體外?或者,更俗一點,它的屁眼長啥樣?
因為屁眼是一種柔軟組織,相比骨骼比較難保存,也就很少有化石,古生物學家們在這個問題上總是含糊其辭,影視作品也假裝它們不會拉屎。
但問題不會因為逃避而解決,科學家們也是拼了。他們仔細觀察了一塊來自大陸遼寧地區的鸚鵡嘴龍化石,發現上面有一塊黑乎乎的地方,
似乎是恐龍屁眼的印記!
鸚鵡嘴龍,一種生活在白堊紀早期(距今約1.25億年)小型植食性鳥腳類恐龍,體長約1~2米,|圖源見水印
首次看見恐龍屁眼
這是一塊保存在德國森肯堡博物館的化石,早在2016年,英國布里斯托大學部的雅各布·文瑟爾等人,就借用激光誘導熒光成像技術,通過化石上保存的“黑素體”,復原了這只鸚鵡嘴龍的顏色,
它的主體顏色呈褐色,腹部和側面非常明亮,背部則相對深暗,這種體色能起到“反蔭蔽”的效果,讓鸚鵡嘴龍融入周圍的環境,不被掠食者發現。
而這一次,在對這塊化石進行更深入研究的時候,他們發現,在這塊鸚鵡嘴龍尾部化石的下方,有一塊“黑板狀的卵形區域”,肉眼看去像是一堆疊在一起的條帶,明顯不同于周圍皮膚。
經過技術手段分析,雅各布等人認定,這就是恐龍屁眼,準確點叫泄殖腔,的殘余,
被觀察的鸚鵡嘴龍化石。下面是它的泄殖腔結構(上圖白框部分)|論文圖片
拉屎、撒尿、又生殖
泄殖腔也叫”共泄腔”,它是動物的消化管、輸尿管和生殖管最末端匯合處的空腔,聽描述,就知道,只有一個孔,就包攬了排糞、撒尿和生殖等所有功能,
陸生脊椎動物中,大部分爬行動物如蜥蜴、鱷類、鳥類(恐龍的后代),都是泄殖腔結構,所以科學家推測恐龍也有泄殖腔。
不過,雖然和鳥類的親緣關系更近,但科學家們發現,恐龍的泄殖腔,和鳥類接近圓形的泄殖腔不同,它更接近于鱷魚的,呈裂縫狀,
稍有不同的是,恐龍的泄殖腔,結構更獨特,比如這頭鸚鵡嘴龍,泄殖腔呈“V”形,類似于一對張開的唇,而不是像鱷魚一樣的“I”形裂縫,
不同動物的泄殖腔結構對比(紅框為恐龍,建議放大欣賞),下面是鸚鵡嘴龍泄殖腔復原。|來自論文
由于這個印痕保存得不完整,研究人員還不清楚,該泄殖腔是像鳥類一樣與身體呈水平,還是像鱷魚一樣呈垂直方向,
但無論如何,這可是世界上發現的唯一一塊恐龍泄殖腔化石,科學家們也終于知道恐龍的“屁眼”長啥樣了。以后不用“打碼”了。
由于恐龍很可能像大多數鳥和爬行類動物一樣,不僅用泄殖腔排泄,也用泄殖腔交配,所以,這也是唯一一塊恐龍交配器官的化石。
研究人員還在這只鸚鵡嘴龍泄殖腔上,發現兩個小凸起的殘余,推測可能是恐龍的腺體,用于在求偶時釋放氣味,以吸引異性。現生鱷魚的泄殖腔就有這樣的結構。
另外,該泄殖腔外部被黑色素覆蓋,雖然無法判斷這頭鸚鵡嘴龍活著時它是什么顏色,但可能和狒狒的紅色屁股一樣,有明顯的視覺展示,同樣也是為了吸引異性,
鸚鵡嘴龍求偶想象圖,讓我聞聞你的屁股,|維基百科
一個有趣的問題:恐龍放屁嗎?
既然找到了恐龍的“屁眼”,那我們不如再往前一步,一俗到底:恐龍放屁嗎?
像屁這種“虛無縹緲”的氣體,當然是別想有化石了。但是根據現有的生物學和化石證據,還是可以揣摩一下這個問題,
我們知道,屁是氮氫氧等無味氣體,和氨、硫化氫、吲哚、糞臭素等刺激性氣體(<1%)的混合,包括腸道細菌在體內分解食物時產生的氣體,還有進食時吞進去的空氣。
只要進食,并且食物在體內經過一定時間的消化,就會產生屁。通過對恐龍進食的研究,我們可以把恐龍分為不會放屁和可能會放屁兩種,
和鳥類關系較近的近鳥類恐龍,就不會放屁,
在現生動物中,鳥類是由近鳥類恐龍(鳥翼類、傷齒龍和馳龍類等)演化而來的。由于消化道比較短,食物在體內停留時間有限,鳥類的腸道菌群沒時間產生氣體,因此絕大多數鳥類都不會放屁。也因此,這些和鳥類關系比較近、身體結構和食性也相近的小型恐龍,很可能也不會放屁,
另一些恐龍則可能會放屁。
一個是大型獸腳類恐龍。雖然它們和鳥類同屬于獸腳類,但因為進食量比較大,食物在體內停留的時間也長,腸道菌群有足夠的時間分解食物產生氣體,而且屁的臭味主要來自分解蛋白質時產生的硫化氫,因而這些兇猛的肉食類恐龍,不僅會放屁,還很臭。
而那些長著長脖子的、體型巨大的蜥腳類恐龍,它們一天要進食十幾個小時,被稱為“植物收割機”,幾乎一刻不停地吃吃吃。由于它們的牙齒缺少咀嚼功能,為了能夠消化粗糙的植物,不得不在腸道里豢養大量的菌群,就像一個超級發酵池,不斷分解食物產生甲烷、二氧化碳、硫化氫等氣體,達到一定壓力之后,將會迎來爆發——噗!可以想象,這個屁是有多么驚天動地。
至于本文的主角,鸚鵡嘴龍,作為小型植食性恐龍的代表,它們主要以鮮嫩的枝葉為主,并且腸道較短,所以即使會放屁,規模也會小得多。
關于恐龍,我們還有很多未知,雖然它們曾經統治大地,但已不可逆轉地消失在歷史長河,我們等著更多化石,來揭開前霸主的秘密。
(責編 高佩雯)
1.Vinther, Jakob; Nicholls, Robert;Lautenschlager, Stephen; Pittman, Michael; Kaye, Thomas G.; Rayfield, Emily;Mayr, Gerard; Cuthill, Innes C. (2016). “3D Camouflage in an OrnithischianDinosaur” (PDF). Current Biology. 26 (18): 1–7.doi:10.1016/j.cub.2016.06.065.
2. Vinther, Jakob; Nicholls, Robert;DianeA.Kelly(2021):Acloacal opening in a non-avian dinosaur . Current Biology.31.
3.我們終于知道了恐龍的屁眼是什么樣子.SME科技故事.2020-10-24.
十點科學
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