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如果发现了一个小霸王龙的化石,怎么判定这是只幼年的霸王龙,还是一个新物种呢? 第1页

  

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可能这已经不是新闻了。

最近Science Advance上发了这么一篇文章。

这是原文:

这是新闻稿:

我一开始还真没有细看,这是觉得挺意外的。我印象中矮暴龙的这些争议应该随着前几年的组织学和体型比例的研究工作,逐渐偃旗息鼓了。

疑似矮暴龙的材料也之前进行过组织学切片了啊:

那新文章到底做了什么呢?对我们了解暴龙和矮暴龙的关系,矮暴龙是否成立有什么新的贡献么?

首先这里简介下暴龙-矮暴龙之间其实不算太复杂的关系。

暴龙就是大名鼎鼎的恐龙之光,高分期刊编辑的心头好,科普作者的传家宝,詹姆斯、邹市明和老虎的永恒搏击对手——雷克斯暴龙,Tyrannosaurus rex。

而矮暴龙呢,指的是兰斯矮暴龙Nanotyrannus lancensis 兰斯矮暴龙的正型标本,也就是著名的“克利夫兰标本”(标本号:CMN 7541)是一个非常完整的头,但是可惜的是仅有一个头(其实正型标本有一个完整头骨,在恐龙里面已经算比较完整的了,零零碎碎化石定新种的实例非常普遍)。这件标本最早被认为是一件更早发现的蛇发女怪龙的新种新标本,也就是兰斯蛇发女怪龙 Gorgosaurus lancensis 。后来罗伯特巴克 Robert T. Bakker的重新研究发现,这个头颅不属于蛇发女怪龙属,同时这件标本头骨愈合情况比较好,因该是成年个体,形态上又非常接近暴龙。因此,他建立了一个新属,矮暴龙属,从此有的兰斯矮暴龙。而后,伯比自然历史博物馆又收藏了一句非常完整的疑似矮暴龙的标本,也就是”珍“,标本号是BMRP 2002.4.1 。

由于矮暴龙属和暴龙属发现在时代几乎一致的地层当中,产地也接近,很快就有声音认为矮暴龙实际上是暴龙的幼年个体。这其中最为著名的观点,来自著名健怡可乐爱好者、传奇恐龙学家杰克霍纳 Jack Horner。

实际上,古脊椎动物学发展到现在,讨论一两件标本是否成体并不是一件困难的事情。主要的方法分为两大类,一种是通过骨骼之间愈合的程度来估计,一种是通过骨组织学切片的方法进行研究。两者各有所长。骨骼愈合特征非常普遍,身体各部分都存在可以用来估计的结构,也不需要对化石进行破坏。而骨组织学的好处是结果非常准确,甚至可以得到具体年龄。但条件要求苛刻,不但需要保存较好的肢骨化石,还要有能被允许切片(毕竟切了就没了)。

整个暴龙类的组织学工作,可以说是兽脚类恐龙中的先行者。2004年,Horner 和Erickson各自领导团队,在”独立自主,和谐融洽“的氛围内,相继发表了对暴龙类(主要是T.rex)骨组织学研究成果。研究结果也差不太多,总的来说,暴龙寿命没有大家想象的那么长,他们可以在非常短的时间内快速长成庞然大物。

有了这个先导工作,后续的组织学工作相继在暴龙类的阿尔伯塔龙、蛇发女妖龙、惧龙和下文着重提到的标本”珍“BMRP 2002.4.1 中进行。

Erickson 对”珍“的组织学研究,切了她的腓骨,得到她的年龄是大约11岁,是个少女= ̄ω ̄=。别说,这名字取得还是挺合适的(其实不知道性别啦,也可能是雄性)。

那这样问题就有趣了。”珍“之前一直被当做是矮暴龙属的一件新标本的,主要原因是她的头骨上有很多特征类似矮暴龙的正型标本”克利夫兰标本“,区别于暴龙的头骨。这个组织学工作,坐实了珍不算一个成年标本,大多数学者开始支持珍实际上是一件暴龙的幼年标本。珍与成年暴龙之间的形态学差异,可能是个体发育阶段不同造成的。

好了,背景介绍完了,新的论文究竟说了什么?

实际上这篇文章非常传统,是一篇典型的基于材料的骨组织学描述文章。作者主要就是发表了俩个暴龙标本的骨组织学研究结果,一个是”珍“BMRP 2002.4.1,一个是稍大的标本BMRP 2006.4.4。下面呢?下面就没有了。

这里有人会问,不是珍已经发表了骨组织学研究工作了吗?

Erickson的工作中,当时是对珍进行的腓骨切片。随着近年恐龙骨组织学发展,使用腓骨的骨组织学特征进行个体发育阶段的估计,被认为不如后肢其他骨骼,比如胫骨或者腓骨准确。这里主要的原因是因为恐龙,尤其是兽脚类恐龙的腓骨不是主要承重骨,不如承重骨提供的个体发育信息准确。

当然腓骨进行个体发育阶段估计也不能一棒子打死,也是可以用的。比如我的这篇论文:

新论文对两件标本的股骨胫骨进行了骨组织学切片研究。详细的描述了两者的骨组织学特征,以及其提供的个体发育学信息。

值得一提的是,暴龙类化石是非常稀少珍贵的,在这种情况下,作者能对两件这么好的标本的股骨胫骨抡起电锯,还是切的完整切面(也就是切了整个横截面),我这里只能称赞一句”稳“!

但说句实话,这两件标本的组织学上,谈不上有什么惊人的发现,只能说中规中矩。珍的股骨和胫骨的组织学特征提供的个体发育阶段信息基本上和Erickson之前对腓骨得出的工作一致,只是年龄估计上大了两岁,变成了13岁。另一件体型略大于珍的标本,年龄也刚刚好大珍两岁,是15岁。

实际上这两者组织学特征的报道,对于暴龙类研究最主要的贡献,是提供了雷克斯暴龙这个”标杆恐龙“幼年阶段的详细骨组织学信息,告诉了我们未开始、或者刚刚开始疯狂生长的雷克斯暴龙大致处于一个什么状态。我个人觉得,这是这个研究最吸引我的地方。

而所谓”坐实了矮暴龙实际上是幼年暴龙“这个事情。倒是不说这篇文章在这方面没有贡献,但贡献绝对到不了大部分人看到他们论文题目或者那个国家地理新闻稿时所想到的程度。

文章讨论一段很有趣,我给大家翻译如下:

我们的研究拒绝了”矮暴龙属是基于一个成熟的侏儒暴龙类个体建立的“这个原假设,而因此导向了一下两个备择假设:1. 矮暴龙属确实存在,但是它的正型标本和所有归入标本(也就是克利夫兰,珍和这次新标本)都还没有成年,我们不知道成熟的矮暴龙是啥样的。2.克利夫兰,珍和这次新标本就是雷克斯暴龙的不同幼年发育阶段的标本。。。省略一段。。。。基于现今数据,第二种假设明显更为简约,也与Carr的两篇形态学工作得到的结果接近。


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很有趣的问题。要知道,暴龙科中不太著名的一员——矮暴龙(Nanotyrannus),就陷于它到底是一个独立的属还是暴龙( Tyrannosaurus)幼年标本的长期争论中。

让我们抛开矮暴龙的问题,先来想一想,如果有一类标本是暴龙的幼体,那它们应该具备什么样的特征?(当然,以下条件均有例外)

  1. 时空标准:它们的生活年代和区域必须和暴龙相同。反映在地层上,就是它们的化石必须产于和暴龙相同的层组,即位于美国西北部白垩纪最晚期的地狱溪(Hell Creek)组。
  2. 居群标准:它们应该构成形态逐渐过渡的生长序列,也就是说我们应该会发现从小到大的一系列化石,而非集中于某些大小。进一步而言,从形态上,它们需要有许多特征与成体化石相同。而那些显著不同的特征,应当识别出发育模式。如果某一特征在群体内是渐变的,而到了成体却突然改变,那就非常可疑。另外,幼体在骨组织学等方面应该能够找到正在发育中的痕迹。
  3. 最后,群落-生态标准。从生态学上考虑,同一地区不太可能有两种占据同一生态位的生物——一如两种大型暴龙类。在化石上,可以认为同一层位不应该出现同属的不同物种。

标准1和3并不难做到,因此更关键的问题在于标准2:我们如何判断这些幼体化石和成体化石属于同一个居群?这需要一系列的化石作为证据。那么,我们到底有多少暴龙的标本呢?

得益于过去二三十年间,暴龙化石数量甚至称得上是“井喷”的增加,从几具增长到几十具之多(当然,还要考虑到其中大部分是不完整的,骨架超过50%的仍然屈指可数)。目前,我们可以很有把握地说,已经发现了一系列处于生长过程中的暴龙化石,并且建立了比较可靠的生长序列。这甚至称得上是近年来古生物学的显著成就之一。

不过,在上面图示的生长序列中,有数具标本仍然存在到底是独立属种矮暴龙还是暴龙幼体的疑问。虽然许多古生物学家赞同将矮暴龙归入暴龙,但有一点很明确,被认为是矮暴龙的标本,都要比同年龄的可靠暴龙标本来得小。而且,从牙齿、股骨长等证据上看,似乎的确能区分出两个类群。

但从群落-生态标准来看,很难想象会有两种如此相似的暴龙类生活在同一地区。当然,矮暴龙的支持者也提出了一些假说,认为两者的生存方式有所区别。但仍有许多人怀疑,矮暴龙只不过是人为选择出的一些体型偏小的暴龙。

回到问题,目前所能给出的答案大概是:对于一些化石而言,我们可以很有把握得将其识别为小暴龙;但对另一些略有差别的化石,专家们仍然会有是否是独立物种的争论。




  

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