恐龍崛起世界之謎(20180507 科學人)

邱慕天 2018/05/07 11:24 點閱 27720 次

《科學人》 Scientific American
恐龍崛起世界之謎 How The Dinosaurs Got Lucky

你有沒有在兒時去過自然博物館的校外教學、對著巨型的恐龍化石驚嘆的記憶?龐大的身型、靈敏的速度,超凡的新陳代謝,牠們是統治地表上億年的陸地霸王。就在過去15年裡,科學家研究新考掘的化石,對於恐龍如何漸次統治地表,有了新的生態敘事譜系。

《科學人》指出,恐龍如許多成功的生物一樣,是由災難產生的。大約2.5億年前,在二疊紀末期,一股岩漿在西伯利亞下方開始隱隱湧動。那時大地上的巨型兩棲類動物、多毛的爬蟲類以及肉食哺乳動物的祖先,都沒有意識到地殼岩漿噴發的大災難即將到來。

二疊紀末的物種洗牌

在一段長達數十萬、甚至數百萬年的時期裡,整個亞洲大陸被持續噴發的高熱、有毒氣體、熔岩和塵埃所覆蓋。海洋酸化、生態系統崩潰,殺死了約9成5的二疊紀物種。只有一群少數的幸運兒獲得三疊紀的入場券。他們當中的兩棲類、爬蟲類、哺乳類慢慢演化,分支出今日人們認知的青蛙、蠑螈、海龜、蜥蜴和其他哺乳動物。

2005年,學者在波蘭聖十字山距今2.5 億年的岩石內發現足印化石,這些足印痕蹟的製造者「怪趾龍」(學名Prorotodactylus)體型與家貓相近,可說是三疊紀早期與恐龍相近的爬行動物的已知最早證據。作為一種原始恐龍(archosaur),牠們有力的後腿像袋鼠,四肢快速奔跑起來時,後腿會踏到前爪的前方,這表示牠們善於快速移動、追捕獵物。

科學家判斷,在整個三疊紀裡,地上生物分成了兩大譜系,一種是擬鱷類(pseudosuchians),算是今日的鱷魚祖先;另一種則是鳥頸類主龍(avemetatarsalian),是鳥類和恐龍的祖先。怪趾龍是被列入鳥頸類主龍的次群體內。波蘭和法國同期的考古證據指出,怪趾龍的數量不多,比起擬鱷類們,牠們的活動足跡只佔了5%。

史龍的大逆襲

但是接下來的1千多萬年之間,牠們的活動範圍跟多樣性都在驚人地擴張,甚至出現了一些只有後爪的痕印──這表示牠們已經學會站立行走了!真正意義的恐龍就從這時開始出現,包含1950年代在阿根廷挖到的2.3億年化石。這段期間除了乾旱沙漠地區無法殖民,在全球濕潤的溫帶地區都出現恐龍足跡。學者推測,沙漠溫差大、降雨不穩定、沒有草可以吃,是牠們難生存主因。

直到大約2.15億年時,可能是因為季風和大氣中的二氧化碳量使得潮濕地區和乾旱地區之間的差異變得不那麼嚴重,恐龍終於闖入北半球的沙漠。只是在整個三疊紀中,擬鱷類的鱷魚靠著尖銳的牙齒和有力肌肉的下顎,依然比恐龍強勢很多,佔據著食物鏈的頂端。

如今問題是:讓恐龍後來體型、數量都強勢崛起,甚至至今還有上萬種鳥類作為其後裔(而擬鱷類在今日剩下不多20幾種鱷魚作為後代)的興衰交替的關鍵在哪?這仍是個謎。

科學家發現,接近三疊紀末期(距今2億年)時,盤古大陸(Pangea)開始經歷東西劇烈拉扯的板塊分離作用,東邊一半變成南北美洲、西邊一半變成歐亞非大陸,中間隔著今日的大西洋,則在那時撕開了地殼,噴湧出大量岩漿在。擬鱷類幾乎全數犧牲於這次變動之中,但出於某種只能留待未來古生物學者回答的原因,鳥頸類主龍們在這場大災難「幾乎毫髮無損」,並且在下一個時代「侏羅紀」所向披靡。

https://www.scientificamerican.com/article/the-unlikely-triumph-of-dinosaurs/