[ 美 ]卡尔·齐默/著
沈农夫/编译
对恐龙的最早描述始见于19世纪中期，当时人们把它们描绘成翻江倒海的海蛇怪或大腹便便的慵懒的猪形爬虫。现在我们了解得更多一些了。比如：恐龙直立行走，而且能走或跑很长距离；很多恐龙体形庞大，其中—种阿根廷龙，体长达125英尺；我们还知道恐龙有着复杂的社会生活；它们抚育幼崽，而且很可能是群居和集体猎食的；我们甚至知道现在身边的9000种鸟类都是活生生的、带羽毛的恐龙。
我们对恐龙有所了解是因为古生物学家正在挖掘出数量惊人的恐龙化石。美国芝加哥大学的古生物学家保罗·塞雷诺说：“每年有六七种新的恐龙被归类。”
我们了解得很多，但恐龙仍然非常神秘。史密森学会的汉斯-迪特尔·休斯说：“我们对恐龙的无知程度令人惭愧。很多重要问题仍然没有得到真正解答。”
本文通过调查世界各地的古生物学，研究总结出了这些问题的悬念，以及可能引出答案的最新线索。
悬念1. 恐龙为何能称霸地球？
恐龙并不是第一种在陆地行走的脊椎动物。如果你能拜访三叠纪时期（始于2.5亿年前）的地球，你会遇到今天蜥蜴、海龟和鳄鱼的祖先。人类的始祖——类似爬虫的哺乳动物——也随处可见。然而当恐龙出现在这个熙熙攘攘的世界舞台上时，便成了食草动物和食肉动物中的主角。
科学家曾经认为，即使是最初期的恐龙与其他动物相比，也具有与生俱来的优势。塞雷诺说：“我们想要寻找进化的逻辑——恐龙的成功必定有其原因。”但这种理论随着研究者发现了新物种而日益受到质疑。现在我们知道，尽管最早的恐龙出现在约2.3亿年前，它们在之后的三叠纪时期里一直数量稀少。各种爬行动物和哺乳动物的前身是陆地的统治者。塞雷诺提出了一个显而易见的问题：为何恐龙成为主要物种花了这么长时间？
可能的答案是，另一次发生在2.1亿年前的大灭绝，消灭了恐龙的竞争对手。科学家们对导致这次大灭绝的原因还没有定论，有些人说是火山爆发导致，有些人认为是另一次小行星撞击的结果。
哥伦比亚大学的古生物学家保罗·奥尔森研究了美国东部和加拿大地区恐龙和其他陆地动物在三叠纪末期的一万多个足迹。他和同事们发现，就在三叠纪末期，很多非恐龙的足迹突然消失了，恐龙足迹普遍增多。随着恐龙足迹越来越多，恐龙的身体也越来越庞大，有的体重甚至增加了一倍。
悬念2. 长颈食草恐龙的体积为何变得那么庞大？
有些脊椎动物，例如鸟和哺乳动物，在幼年时长得很快，成年后就不再长大了。然而鳄鱼和很多其它的爬行动物则没有这种初期的爆发力。相反，它们的身体在整个生命过程中都在缓慢生长。这种不同的生长模式会在骨头上留下痕迹。快速生长的动物在幼年期骨头不停地长大，新骨头形成时会毁坏一些旧的组织。而很多生长缓慢的动物的骨头会形成树木年轮一样的印记。
骨骼化石中留下的痕迹会在显微镜下显形。例如，研究人员研究了8000万年前的鳄鱼——身长可达50英尺的恐鳄——的骨化石。他们的结论是：它的成长方式就像今天的鳄鱼一样，会长50年甚至更长时间。
恐龙不一样。伯克利加州大学的古生物学家凯文·帕迪恩说：“它们的生长模式和典型的爬行动物不同。”例如，暴龙只用20年就能长成。个头最大的恐龙更加异乎寻常：雷龙是脖子最长的食草动物，只需15年它的体重就能达到25吨。帕迪恩说：“它们比今天陆地上任何动物都长得快。”
大自然这项杰作后面的生理学原理仍然是个谜。同样令人不解的是，恐龙能做到体形如此庞大，然而在其之前和之后出现的其他陆地动物从没有接近过这种尺寸。一些研究者提出了环境因素作为解释：也许当时二氧化碳的浓度很高，令植被茂盛，足以为恐龙的庞大身躯提供食物补给。但这一说法目前尚属猜测。汉斯-迪特尔·休斯说：“我们对恐龙为何如此庞大这个问题还不能给出好的答案。”
悬念3. 恐龙是恒温动物吗？
如果一条鲈鱼游进冷水里，它的身体就会变凉；如果它游进温水里，它的体温就会升高。然而，如果将一只水獭放进冷热不同的水中，它的体温几乎不变。动物的新陈代谢存在显著差异，关于恐龙的最突出的疑问之一就是：它们同谁是一类，鲈鱼还是水獭？
爬行动物是冷血动物。更准确地说，它们的新陈代谢速度很低，不能产生足够热量来保持体温恒定。当人们最早发现恐龙时，古生物学家认为它们是超大号的爬行动物，这意味着它们一定也是冷血动物。然而30年后，人们开始对冷血动物的理论提出疑问，因为对恒温动物鸟类的研究表明，它们是从恐龙进化而来的。顽固派辩称，至少对大型恐龙来说，恒温并不是优势。它们的身体可以通过阳光储存足够的热量。与此同时，其他古生物学家设法从化石中寻找可靠的恒温动物特征。目前，最有希望的线索来自对恐龙生长的研究。凯文·帕迪恩说，研究结果更符合恐龙是恒温动物的理论。
帕迪恩说：“看，这些家伙保持了如今只有恒温动物才有的迅速生长模式。除非有古生物学家能提供其他证明，否则关于恐龙进化成了恒温动物的说法要合情合理得多。”
悬念4. 暴龙和其他食肉恐龙能跑多快？
以前去博物馆的几代人看到的都是懒洋洋地拖着尾巴的恐龙形象。但当恐龙是恒温动物的想法占上风之后，三角龙和暴龙等庞然大物的步伐顿时被赋予了活力。由于三角龙的四肢比例类似犀牛，有些研究人员的结论是它们攻击时就像全力冲锋一样。食肉恐龙的形象则宛如中生代的猎豹，其中暴龙奔跑的时速可达40英里。这种景象相当惊人，也令“侏罗纪公园”的书和电影成了热门。
如今科学家终于开始对这种恐龙形象进行生物力学测试。伦敦皇家兽医学院的研究者约翰·哈钦森研究了暴龙的骨骼，为确定这种恐龙肌肉的形状和大小寻找线索。他说：“我从解剖学入手塑造暴龙的形象，而不是直接采纳《侏罗纪公园》里的形象。”他设计了一个电脑模型，它能计算一只两足动物用中等步速奔跑时关节的作用力，计算出保证这只动物不瘫倒在地需要多少肌肉。随后他结合现有动物物种肌肉组织的数据修正了模型。
哈钦森最终制造出了一只虚拟的暴龙，并计算出它快速奔跑需要多少肌肉。他发现每条腿需要的肌肉占暴龙肌肉总量的40％。哈钦森得出的结论是：暴龙根本不可能每小时跑40英里。现在他已经将电脑模型升级为三维版本，为每条腿设计了33块肌肉。但结果仍然一样。
哈钦森还不能确切说出暴龙能跑多快，但他认为时速25英里可能就是极限了。他说：“这也很不错了，和奥运会短跑选手一样棒。时速40英里是不可能的。”此外，他认为暴龙也没有快跑的必要。“我认为它们没有理由跑这么快，尤其是考虑到它们的猎食对象是多么庞大笨重。我设想的当时的生态系统可不是方程式赛车。”
悬念5. 为何有些恐龙进化出了羽毛？
第一枚羽毛化石是1861年在德国一个石灰石采石场发现的，工人们挖出了一只生活在1.45亿年前的鸟——始祖鸟。它仍然保有其爬行类祖先的某些特征，例如喙中有牙齿，翅膀末端有爪子，以及长尾巴等等。但至于哪种爬行动物是它的祖先，科学家们为这个问题已经激烈辩论了一个多世纪。
20世纪70年代，越来越多的古生物学家认为，鸟类是活着的恐龙。他们指出，鸟类骨骼中很多特征也可以在一种中型两足食肉恐龙——奔龙——身上找到。他们曾经提出，羽毛可能是奔龙最先进化出来的，但他们认为由于羽毛很少形成化石。这种假说难以得到验证。
但时至今日，已经有十几种有羽毛的无翼恐龙的化石在中国东北地区出土。最令人惊奇的是，这些化石当中除了与奔龙相关的兽脚类食肉恐龙外，还有暴龙的前身。帕迪恩说：“羽毛不是为了飞行而进化出来的。”
但人们还不知道恐龙进化出这些原始的羽毛来做什么。在他们进化的初期，羽毛可能用来吸引交配对象或帮助识别种群。如果暴龙和其他食肉恐龙进化成恒温动物，羽毛可能起到减少身体热量损失的作用。目前没有人能下定论。
悬念6. 为何一些长羽毛的恐龙开始飞翔？
恐龙要飞起来需要的可不仅是羽毛，它们还要进化出鸟类扇动翅膀所必需的特别的骨骼和肌肉结构。传统上，古生物学家提出了两种设想可供选择，即飞行是在从树上飞下去或从地上飞起来的过程中学会的。
在“飞下树”的说法中，能爬树的恐龙需要跳到地面或其他树上。它们展开的前肢上的羽毛帮助它们跳得更远。后来它们的后代成了滑翔动物，最后开始扇动翅膀。在“飞上天”的说法中，已经适应了在陆地奔跑的小型兽脚类食肉恐龙不知何故进化出了飞翔的动作——可能是在用爪子抓取猎物过程中进化出来的。
汉斯-迪特尔·休斯说：“这是一种错误的二分法。”例如，近年来，科学家已经发现了一些很小的、也许能爬树的有羽兽脚亚目食肉恐龙化石。与此同时，蒙大拿大学的肯·戴尔发现，鹌鹑能够在垂直表面向上奔跑。在这些鹌鹑奔跑时，它们会拍打翅膀，翅膀就像跑车上的扰流板一样，让鹌鹑贴紧垂直的表面。
帕迪恩说：“我们已经发现有些动物可以这样来爬树，以便在必要的情况下离开地面。”
这些发现令考古学家们开始重新看待有羽毛的恐龙。可能其中一些恐龙当时已经能飞了，即使只能飞起一点点。
悬念7. 恐龙是群居动物与称职的父母吗？
有些动物是独行侠，有些动物成群结队地生活；有些产完卵后就一走了之，有些会哺育幼崽很长时间。但与研究当代物种不同的是，古生物学家无法坐在山坡上用望远镜观察恐龙的社交生活。他们必须从化石中找到线索。
这是一个艰难的过程，因为同样的化石可以引出很多不同的结论。比如一个化石床（埋藏了很多同类恐龙化石的地点），它可能是整个恐龙群同时陷入流沙后形成的，也可能是在数百年的时间里很多单个恐龙遇难的结果。
尽管如此，古生物学家现在普遍认为，至少部分恐龙种族是群居的。美国西部地区留下的恐龙足迹似乎从北部贯穿南部，表明它们甚至曾经集体进行过长途迁移——可能是为了寻找新鲜植被。
至于恐龙如何哺育幼崽，古生物学家可以观察它们的近亲：鳄鱼和鸟类。鸟类会孵蛋并精心照顾破壳后无力独自生存的幼鸟。但鳄鱼对子女就没那么关心了。休斯说：“母鳄鱼帮助宝宝们下水，但几天后它们就得独自谋生了。”
视种类不同，恐龙似乎分属这两个极端。古生物学家在阿根廷发现了蜥脚类恐龙的巨大孵蛋窝，恐龙蛋似乎被埋在潮湿的土壤中并覆以植物。另一方面，他们在蒙古又发现一只兽脚龙坐在自己的蛋上，就像鸟卧着孵蛋一样。
小恐龙孵化出来之后的情形如何则不太清楚。上个世纪，研究者曾发现成年和幼年恐龙在一起的化石，这似乎暗示父母在照顾自己的孩子。直至今年，古生物学家才找到了父母关爱的确凿例证：他们发现了一只小型食草恐龙与34只幼年恐龙坐在一起。至于这34只小恐龙均为它自己的孩子还是属于某个群落的一部分，人们无从判断。
悬念8. 为何三角龙和它的近亲长得那么怪？
三角龙的面部有3只角，还有从头后面延伸过来的骨质褶皱。很容易想到，这种动物可利用褶皱阻碍食肉动物对自己脖子的噬咬，或者用角抵挡对方的进攻。但这种画面很可能只是虚构。美国自然历史博物馆的马克·诺雷尔说：“几乎所有古生物学家都排除了用角和褶皱防御的可能性。它们都不够强健，而且我们也没发现大量折断的角。”
古生物学家们在肿头龙身上也有过同样的经历。肿头龙是一种两足食草恐龙，头骨上有一块拱形的厚骨头，形成了圆丘形的凸起。数十年来，古生物学家都钟情于这种理论：雄性肿头龙会像现在的大角羊一样顶撞头部。但人们通过进一步研究发现，这个凸起是血管丰富的组织，狠狠撞一下会令肿头龙受重伤。
帕迪恩认为自己能解释这些褶边、角、头部凸起以及其他恐龙身上奇怪装饰的作用。帕迪恩说：“我们认为这些头冠、角和其他东西与机能无关，它们是为了种族区分而出现的。”很多现存的动物具有种族徽记——角、鲜艳的颜色等等，这些帮助它们被归为某一特定种族。这些徽记可以让动物们避免与血缘关系很近的物种杂交。例如，不同种类羚羊的角差异很大，这不是为了便于它们与不同猎食者作战，而是因为它们需要分辨出自己的种族。
帕迪恩提出，恐龙中的种族徽记也很普遍。例如，三角龙属于一个名为角龙的大种群，下属的很多恐龙族系都长有骨质褶皱和角，但形状和大小迥异。由此可以推测：有很多不同族系的角龙生活在一起，它们因此进化出了比独立生活的恐龙品种更丰富的装饰。
悬念9. 是什么最终杀死了所有恐龙？
鸟类可能是活生生的恐龙，但它们只是特例。它们是白垩纪（6500万年前结束）之后硕果仅存的恐龙。所有不带翅膀的恐龙都灭绝了，同时还有75％的其他所有物种—— 这是一场席卷了陆地和海洋的大灭绝。
发生了什么事？首先，在白垩纪末期，一颗直径6英里的小行星在墨西哥湾处与地球相撞。它的撞击留下了很多痕迹。
一些研究者认为，小行星撞击地球引起的一系列环境变化（从地质学的角度来看）在很短的时间内导致了恐龙的灭绝。撞击的残骸像流星雨一样在地球各处坠落，引发了普遍的野火。厚厚的灰尘可能让地面不见阳光达数月之久，酸雨可能杀死了所有植物和海洋生物。由于食物供应中断，大多数恐龙灭绝了。鸟类幸免于难也许是因为少数鸟恰好躲在洞穴里或岩堆下。
当这种假说在20世纪80年代出现后，盛行一时。诺雷尔说：“15年或20年前，人们可能会说：‘哦，就是因为那颗小行星。’现在所有人虽然都同意小行星撞击确实存在，但它在大灭绝中的作用正在遭到质疑。”
最近的研究显示，冲击力可能不像科学家曾经以为的那样猛烈。加拿大和英国研究者组成的小组研究了北美的6处地点，却没有发现6500万年前的烟灰痕迹，这让他们怀疑撞击是否导致了全球性的火灾。
小行星只是白垩纪末期生命遭受的几大打击之一。当时气候正在变冷，海平面不断下降，火山喷射着熔岩和很多改变大气的气体。诺雷尔说：“当小行星撞到地球时，整体来说生态系统并不怎么好。”
无论小行星是否是罪魁祸首，古生物学家还远不能解释为何这场大灭绝偏偏杀光了物种中这个特定的群体。休斯说：“这似乎讲不通。它有挑选地‘点射’所有恐龙，却留下了混杂其中的其他动物。为何恐龙消失了，但鳄鱼和其他大型爬行动物却幸存至今？这是这场大灭绝一直未能解开的谜团之一，也正是令它充满魅力的原因之一。”
译自美国《发现》月刊2006年4月号，原文章题：恐龙